능동형 소음 제거란 무엇입니까?

능동형 소음 제거 기능은 이어폰과 헤드폰에서 가장 많이 요구되는 기능이며 그럴 만한 이유가 있습니다. 청취 환경에서 외부 소음을 많이 제거하여 낮은 볼륨에서도 훨씬 더 평화롭고 듣기 쉽게 만듭니다. 하지만 다음과 같은 헤드폰에서 소음 제거 기능이 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 젠하이저 모멘텀 4 무선 그리고 소니 WH-1000XM5 많은 사람들에게 약간의 미스터리입니다. 우리는 올해 젠하이저에서 소비자 헤드폰 부문 수석 제품 관리자인 크리스티안 에른(Christian Ern)을 만났습니다. IFA 2023 그것을 깨뜨리는 데 도움이됩니다.

소음 감소는 소음 제거의 첫 번째 단계입니다.

무엇보다도 소음 제거에 대해 이해해야 할 가장 중요한 점은 모든 것이 주파수, 음파, 그리고 무엇보다도 물리학과 관련이 있다는 것입니다. 소리는 공기를 통과하는 진동으로 구성된 파동으로 이동합니다. 이러한 진동이 더 자주 발생할수록 주파수는 더 높아지고(이름에서 알 수 있듯이) 파동의 높이는 본질적으로 진폭이나 크기를 결정합니다.

고주파수 사운드를 처리할 때 표면을 통과하는 데 더 많은 시간이 걸리며 이 속성은 모든 유형의 주파수에 대해 동일하게 적용됩니다. 인간이 소비하는 것을 목표로 하는 콘텐츠의 소리는 일반적으로 20kHz(인간 가청 범위의 한계)를 절대 넘지 않지만 mmWave 5G는 예를 들어 일반적으로 40GHz까지 올라갑니다. 40GHz에서 mmWave는 모든 종류의 표면을 통과하는 데 어려움을 겪습니다. 이것이 바로 야외에서 주로 발견되는 신호 스펙트럼인 이유입니다. 주요 도시.

표면을 관통하는 고주파 사운드의 어려움을 이해하는 것이 능동형 소음 제거 기능이 있는 많은 고급 헤드폰이 두껍고 부드러운 컵을 사용하는 이유입니다. 낮은 주파수의 사운드는 쉽게 이를 통과할 수 있지만, 높은 주파수의 사운드는 이와 같은 두꺼운 표면에 의해 크게 필터링됩니다. 이 기술을 능동형 소음 제거 기술이 아닌 소음 감쇠라고 합니다.

상쇄간섭의 물리학

두 개의 응집성(간단히 말하면 유사한) 파동이 결합할 때 이를 간섭이라고 합니다. 서로 결합하여 파동을 증폭시키면 보강간섭, 서로 상쇄되면 상쇄간섭이라고 합니다. 파괴적인 간섭의 개념은 능동형 소음 제거 퍼즐의 큰 부분입니다.

위 이미지를 보면 위쪽 라인이 그 아래 두 파동의 조합이라는 점에 유의하세요. 왼쪽에는 두 신호 모두 위상이 동일하므로 결과적으로 증폭되어 더 강한 파동을 생성합니다. 오른쪽에서는 위상이 다른 역파로 인해 상쇄 간섭이 발생합니다. 오디오 맥락에서 하나의 신호는 외부 음파이고 이를 파괴하기 위해 생성된 반파는 음악을 듣는 착용자의 헤드폰을 통해 재생됩니다.

그렇다면 헤드폰 외부에서 여전히 오디오가 들리는 이유는 무엇입니까? 일부 소리는 완전히 제거되지만 완벽한 소음 제거 헤드폰은 없습니다. 다시 말하지만, 비슷한 이유로 모든 것은 물리학에 관한 것입니다. 소음 제거 및 "피드포워드"와 "피드백" ANC의 차이와 관련하여 헤드폰 외부의 마이크가 작동하는 곳입니다.

피드포워드 ANC와 피드백 ANC 비교

헤드폰에는 두 가지 종류의 ANC가 사용되며 Ern은 거의 모든 플래그십 헤드폰이 이 두 가지를 조합하여 사용할 것이라고 말했습니다. Feedfoward는 헤드폰 외부의 오디오를 듣고 이를 취소하려고 시도하는 반면 피드백 ANC는 컵 안에 마이크를 놓고 헤드폰 내부와 헤드폰 내부의 소리의 차이를 들어보세요. ~해야 한다 놀아라.

Feedforward ANC는 소음 제거 헤드폰을 만드는 데 필요한 전문적인 작업을 보여주기 때문에 특히 흥미롭습니다. 본질적으로 이어컵에 들어가는 음파는 마이크 중 하나에 들어가며, 해당 소리가 나는 데는 몇 밀리초가 걸립니다. 마이크가 몇 센티미터 떨어져 있기 때문에 귀에 도달하면 음파를 처리하여 생성하려고 시도합니다. 파도 방지. 마이크를 향하는 소리는 1000분의 1초 만에 잘 작동하지만 그 위와 아래의 소리는 마이크에 직접 들어가지 않고 취소되기 전에 귀에 도달할 수 있으므로 그렇지 않습니다. 밖으로. 이것이 피드백 ANC가 격차를 줄일 수 있는 이유입니다.

피드백 ANC를 사용하면 이어컵 내부에 있는 마이크를 사용하여 재생되어야 하는 것과 이어컵 내부에서 실제로 들을 수 있는 것 간의 차이를 측정합니다. 외부의 소리가 이 마이크에 도달하면 청취자는 이미 그 소리를 듣고 있지만 비행기의 윙윙거리는 소리나 기타 소음과 같은 지속적인 소음을 제거하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 갑작스러운 소음에는 도움이 되지 않으므로 피드포워드와 피드백의 조합이 가장 좋습니다.

참고로, 이어폰이나 헤드폰 바깥쪽에 손가락을 대었을 때 고주파음이 들리는 적이 있으신가요? Feedforward ANC가 바로 그런 일이 일어나는 이유이며, 고급형 ANC를 탑재한 진정한 무선 이어폰 본질적으로 다음과 같은 설정입니다. 고급 헤드폰, 더 작은 규모로.

모든 것을 하나로 모으기

피드포워드와 피드백 능동형 소음 제거 기능을 결합하면 매우 일관되게 저주파 사운드를 제거할 수 있는 강력한 조합이 탄생합니다. 이것이 바로 능동형 소음 제거 헤드폰이 공공 장소의 소리를 필터링하는 데 탁월한 이유이기도 합니다. 전송 및 기타 지속적인 소음은 피드백 ANC가 성공적으로 예측하고 예측할 수 있는 예측 가능한 소리이기 때문입니다. 제거하다. 더 높은 곳에서도 잘 작동하는 두꺼운 이어컵의 소음 감소 특성을 결합한 것입니다. 주파수, 그리고 능동형 소음 제거의 대부분을 구성하는 모든 기술을 보유하고 있습니다. 오늘.

이것이 여전히 문제가 되는 부분은 음성을 필터링하는 것이며 능동형 소음 제거가 어려움을 겪는 이유입니다. 1kHz~3kHz의 범위는 대부분의 인간 음성이 있는 곳이며, 이 범위는 피드백 ANC가 상쇄하기 어려울 정도로 충분히 높지만 피드포워드 ANC와 잘 작동하기에는 방향성이 너무 높습니다. 이를 결합하면 많은 복잡성이 발생하며(이것이 일반적으로 중저가 헤드폰이 이러한 기술 중 하나만 사용하고 둘 다 사용할 수는 없음) 음질에도 영향을 미칠 수 있습니다.

이 경우 Ern은 헤드폰이나 이어폰이 음질이나 ANC에 우선순위를 둘 수 있지만 항상 둘 다에 우선순위를 둘 수는 없다고 말합니다. ANC가 켜져 있을 때 소리를 조정해야 하지만, 외부에서 들을 수 있는 주파수를 제거하는 경우 실제 음악에서도 주파수가 제거될 위험이 있습니다. 이것이 바로 소음 제거가 엔지니어링의 복잡한 업적인 이유입니다. 최고의 ANC 헤드폰 모두 아주 잘 해내요.