Активные наушники с шумоподавлением стали важным элементом экипировки для многих специалистов, работающих в шумных и опасных условиях. Активные наушники с шумоподавлением предоставляют уникальные возможности для улучшения восприятия звуков, улучшая слышимость и защищая от вредного воздействия громких звуков, таких как выстрелы или разрывы.

Выстрел из большинства видов оружия создает звуковую волну с уровнем шума, который многократно превышает порог, безопасный для органа слуха. Такая нагрузка возникает мгновенно и без предупреждения.

Потеря слуха у стрелков — это необратимый процесс: поврежденные волосковые клетки внутреннего уха не восстанавливаются, а барабанная перепонка после серии выстрелов без защиты постепенно теряет чувствительность навсегда.

Согласно стандартам OSHA (Occupational Safety and Health Administration), безопасное воздействие постоянного шума с уровнем 85 дБ ограничено 8 часами. Однако выстрелы из огнестрельного оружия относятся к импульсным звукам экстремальной мощности:

• Пистолет 9x19 мм: 155–160 дБ.
• Карабин 223 Remington (5.56×45 мм): 160–165 дБ.
• Охотничье ружье 12 калибра: 155–165 дБ.

Порог болевой чувствительности человека составляет около 130−140 дБ, а кратковременное воздействие импульса свыше 150 дБ способно вызвать мгновенный разрыв барабанной перепонки или необратимый сдвиг порога слышимости.
Для защиты слуха часто применяют обычные наушники, в которых нет активного шумоподавления. Обычные наушники полагаются на пассивную шумоизоляцию, которая достигается с помощью качественных амбушюр и насадок для внутриканальных моделей. Такие средства защиты работают по принципу пассивной шумоизоляции (глухого барьера) — глушат вообще все, включая команды и посторонние шумы окружения.

Модели наушников с активным шумоподавлением сочетают пассивную звукоизоляцию и шумоподавление, обеспечивая впечатляющий результат: окружающее пространство становится тише в среднем на 30 дБ по сравнению с «простыми» наушниками.

Активное шумоподавление (ANC — Active Noise Cancellation) — это технология, уменьшающая нежелательные фоновые звуки с помощью фазового подавления (ниже мы рассмотрим этот процесс).

Активные наушники с шумоподавлением работают по принципу акустической интерференции. Они не просто глушат звук за счет толстых амбушюр (как пассивные наушники), а «ловят» внешний шум и уничтожают его с помощью антифазы.

Чтобы наушники эффективно справлялись с окружающим шумом, они оснащены микрофонами, которые отвечают за запись окружающих звуков, и DSP (звуковым процессором), принимающим звуковой сигнал и изменяющим его фазовые характеристики.

Процесс шумоподавления проходит в несколько этапов:

Фазовое подавление, или фазовая компенсация, — это явление, при котором одинаковые волны в противоположных фазовых положениях сводят на нет движения друг друга.

На диаграмме ниже показаны две идентичные волны с одним ключевым отличием. Фаза нижней отклоняется на 180 градусов от верхней. Можно сказать, что фаза нижней волны была перевернута или инвертирована.

Когда верхняя волна сжимается, нижняя разжимается с такой же силой, и наоборот. Когда эти волны одновременно сходятся, их равные и противоположные движения нейтрализуют друг друга.

Вы можете представить себе фазовое подавление так: два боксера одновременно с одинаковой силой бьют по обе стороны боксерской груши. Поскольку силы равны, боксерская груша не будет двигаться. В математике отмена фазы выглядит так, например: суммирование -2 и +2, что дает ноль.

Модели наушников без активного шумоподавления снижают гул на средних и высоких частотах на 15−20 дБ в зависимости от форм-фактора исполнения, посадки и материала амбушюров. Однако они неэффективны для подавления низкочастотных сигналов (20−800 Гц), таких как гул автомобиля, кондиционера или самолета.

Наушники с активным шумоподавлением блокируют дополнительно 30 дБ, идеально убирая низкочастотные и циклические звуки ниже 1 кГц — гул двигателей и транспорта, шум станков и оборудования в производственных цехах и на строительных площадках. Это означает, что они снижают уровень шумов на 60 дБ в зависимости от реализации активных и пассивных компонентов шумоподавления.

В наушниках с активным шумоподавлением старого образца звуковые процессоры лучше справлялись с повторяющимися звуками, такими как постоянный гул, и недостаточно быстро реагировали на внезапные громкие звуки.

Более длинные и медленные волны низких частот давали звуковому процессору (DSP) больше времени на обработку, чем короткие и быстрые волны средних частот. В результате наушники старого образца недостаточно эффективно убирали резкие и высокие звуки — крики, хлопки, сигналы и т. п., хотя общая громкость звуков окружающей среды значительно снижалась.

В настоящее время с целью повышения эффективности ANC внедрен целый комплекс новых технологий:

Современные технологии, реализованные в тактических активных наушниках, делают их не только эффективными для защиты слуха, но и удобными при ведении переговоров, в том числе и по средствам связи.