Болит голова от наушников с активным шумоподавлением

Болит голова от наушников с активным шумоподавлением thumbnail

Новые AirPods Pro, которые Apple представила меньше двух недель назад, получились по-настоящему крутыми наушниками. Несмотря на внутриканальную конструкцию, которая подходит далеко не всем, инженеры компании применили ряд уникальных решений, обеспечивающих комфортное ношение, вроде выравнивания внешнего и внутреннего давления и анатомической конструкции, обеспечивающей плотную посадку. Что и говорить про остальные нововведения, которые выводят звучание наушников на качественно новый уровень. Однако нашлась в них как минимум одна неприятная особенность, проистекающая из их функционального наполнения.

Болит голова от наушников с активным шумоподавлением

Активное шумоподавление в AirPods Pro может стать причиной головных болей

Некоторые пользователи пожаловались, что испытывают головную боль при использовании AirPods Pro. По их словам, опытным путём им удалось выяснить, что болезненные ощущения возникают в моменты работы технологии активного шумоподавления. Однако стоит отключить её, как боль начинает утихать, пока не прекращается полностью. Эту проблему нельзя назвать массовой, однако отрицать её существования тоже нельзя. Впрочем, всё ли так плохо?

Главная проблема AirPods Pro

«Технология активного шумоподавления в AirPods Pro работает просто прекрасно. Однако через пару дней использования этой функции я начал замечать неприятное давление в ушах, которое вызвало головную боль и привело к повышенной чувствительности. Я несколько раз просыпался от того, что чувствовал, что у меня болит голова. Поначалу я даже не думал, что плохое самочувствие может быть связано с шумоподавлением, но после того как я перестал использовать эту функцию, я заметил, что всё прошло», — сообщил один из пользователей.

Читайте также: Тим Кук объяснил, кому и зачем нужны AirPods Pro

Чтобы понять, что происходит, нужно разобраться с тем, как работает технология активного шумоподавления в AirPods Pro. Дело в том, что для подавления внешних звуков наушники используют систему микрофонов, определяя шумы, поступающие извне, и, по сути, формируя так называемый антишум. Несмотря на то что различить его практически невозможно, скорее всего, именно он оказывает давление на слух, из-за которого определённая категория пользователей, страдающая от индивидуальной непереносимости шумов той частоты, начинают испытывать головные боли.

Болит голова от шумоподавления

Впрочем, головные боли, провоцируемые технологией активного шумоподавления, — это проблема не только AirPods Pro. Как показывает практика, на подобный эффект жалуются пользователи самых разных наушников от разных производителей. Получается, что это своего рода особенность, которую некоторые пользователи воспринимают за недостаток. Не то чтобы я сомневался в том, что определённая категория людей страдает от головной боли из-за работы активного шумодава, просто это скорее исключение, чем настоящее правило, учитывая, как мало тех, кто пожаловался на болезненные ощущения.

Читайте также: Блогеры похвалили новые AirPods Pro за удобство и шумоподавление

Если вы один из тех, кому работа активного шумодава доставляет дискомфорт, наилучшим способом снять напряжение будет отключение технологии. В конце концов, силиконовые амбушюры, которыми оснащены наушники, и так препятствуют прохождению большей части шумов, а внутриканальная конструкция направляет звук прямо в ушной канал, не «размывая» его по ушной раковине. Поэтому, даже если вы не будете пользоваться активным шумоподавлением, негативных впечатлений от звучания AirPods Pro, скорее всего, не испытаете.

AirPods ProОбзор наушников для iPhoneПроблемы AppleТехнологии Apple

Источник

Выбирая наушники для улицы и поездок, большое внимание стоит уделить степени их шумоизоляции. Существует пассивная и активная шумоизоляция. В первом случае посторонние звуки глушатся массивными амбушюрами, вкладышами особой конструкции и другими ухищрениями. Однако чтобы наушники с тяжелыми амбушюрами не сползали, приходится делать тугие дужки, от которых может разболеться голова. Вкладыши «елочкой», похожие на беруши и лучше всего защищающие от шумов, подойдут не каждому уху. Да и полностью изолировать от внешних звуков все эти ухищрения все равно не могут. С таким справится только активная шумоизоляция, она убирает внешние звуки с помощью электронных схем.

Минутка истории

Первые наушники Bose с активным шумоподавлением

Первые патенты касательно активного шумоподавления появились еще в 1930-х годах. Однако долго не существовало возможности создать достаточно точную электронную начинку. Первые попытки сделать наушники с «шумодавом» были предприняты в конце 50-х, впервые же гарнитура с активным шумоподавлением была использована только в 80-х годах астронавтами во время полета вокруг Земли, а затем применялась в авиации. Ее изобрел профессор Амар Бозе, впоследствии он основал компанию Bose, которая одной из первых начала производить наушники с активным шумоподавлением для массового рынка.

Как работает 

Звук — это акустические волны. Если взять звуковую волну шумов с улицы, инвертировать фазу, т.е. отзеркалить ее, а затем направить на исходную — они друг друга компенсируют «в ноль». Поэтому активное шумоподавление в наушниках состоит из:

  • Микрофона, который обычно располагается с тыльной стороны каждого наушника. Он ловит все звуки окружающей среды.
  • Электронной начинки, которая инвертирует на 180˚ все, что услышал микрофон и посылает в динамик наушника.
  • Аккумулятора или батарейки, потому что такое устройство требует электричества для работы.
  • Динамика, который играет музыку вместе с «антишумом».

Внешний шум попадает в микрофон наушника, инвертируется и подается в динамик. В итоге волны с улицы и их отзеркаленные копии взаимно уничтожают друг друга, и в теории слушатель наслаждается музыкой в абсолютной тишине, без лишнего шума и призвуков.

Есть два основных способа сделать инверсию сигнала. Первый — аналоговый, на транзисторах, схемы подобных шумодавов просты, появились довольно давно и сегодня нередко применяются в аудиотехнике, к примеру, предусилителях и звуковых картах.

Однако для реализации качественного шумоподавления недостаточно простой инверсии, нужно учесть еще целый ряд нюансов: убрать шум микрофона и возникающие в схеме гармоники и резонансы, преобразовать звук с учетом АЧХ микрофона и АЧХ динамиков, вычесть сигнал из динамиков: музыку, которую неизбежно будет ловить рядом расположенный микрофон, учесть изменения шумового сигнала при прохождении через корпус наушников и т.д. Получается довольно сложная цепочка обработки, для реализации которой в современных наушниках применяется DSP-процессоры. То есть, аудиосигнал преобразуется в нули и единицы, потом с ним выполняются все «фокусы», далее он снова преобразуется в волну и только затем поступает в динамик наушника.

DSP-процессор в наушниках Sony WF-1000XM3

Несмотря на все высокие технологии, активное шумоподавление работает наиболее эффективно лишь с определенным диапазоном частот — от 100 до 1000 Гц. Это связано с ограниченным АЧХ небольших микрофонов, установленных в наушниках. Впрочем, частоты ниже 100 Гц глушить бесполезно — они настолько мощные, что все равно улавливаются всем телом. Частоты выше 1000 Гц хорошо глушат только наушники с несколькими микрофонами, один из которых настроен на низкие частоты, а  другой — на высокие.

Тем не менее, именно на участке от 100 до 1000 Гц находятся наиболее раздражающие шумы: гул транспорта, завывание ветра, разговоры других людей. Так что активной шумоизоляции, работающей на этих частотах, в сочетании с пассивной — вполне достаточно для снижения шума на 20-30 Дб. В таких наушниках будет на 70 % тише, чем в обычных.

Помимо потребительского рынка технология активного шумоподавления востребована операторами станков на шумных производствах, персоналом аэропортов, пилотами, спортсменами (особенно байкерами, гонщиками и стрелками), а также всеми, кому нужно общаться в условиях повышенной шумности.

Минусы активного шумоподавления

Кроме ограниченного спектра частот и очевидной зависимости от батарейки (позволяющей системе работать 15–30 часов), у активного шумоподавления есть и более существенные недостатки.

Во-первых, младшие и дешевые модели наушников с шумодавом” далеко не всегда справляются со своей задачей. Чтобы уловить звук и обернуть его по фазе нужно некоторое время, и слабый микроконтроллер дешевых наушников может просто не успеть в отведенные ему микросекунды. Ведь он должен выполнить свою задачу пока звук, зарегистрированный микрофонами на тыльной стороне наушника, добирается до его динамика. К примеру, расстояние между микрофоном и динамиком всего 1 см, тогда электронике нужно успеть все сделать за 0.0002 секунды! Если не уложится в это время, тогда волна и «антиволна» уже не будут полностью идентичны друг другу, и волшебства не произойдет.

Именно из-за этих технологических особенностей активное шумоподавление так долго не могло выйти на массовый рынок. Даже сегодня до сих пор ведутся исследования, призванные улучшить точность такой системы. К примеру, недавно ученые создали систему, позволяющую устройствам заранее видеть приближающиеся акустические волны и просчитывать «антишум» наперед.

Второй большой минус связан с качеством звучания. Многие слушатели отмечают его ухудшение при включенном режиме активного шумоподавления. Хотя многие топовые модели выдают по-настоящему взрослый и качественный звук, их младшие собратья не всегда могут этим похвастаться. Нередко шумодав — это компромисс между качеством звука и комфортом.

Наконец, третий недостаток. Для некоторых он может оказаться решающим. Дело в том, что у 5–7 % пользователей наушники с активным шумоподавлением вызывают симптомы, схожие с морской болезнью. Как правило, если человека часто укачивает в обычной жизни, то нормально пользоваться этой технологией вряд ли получится. Это происходит из-за попытки обмануть вестибулярный аппарат. Ведь человек слышит не только ухом, но и всем телом. При этом уши никаких звуков не слышат, в итоге мозг думает, что тело в полном покое, хотя оно посылает совершенно противоположные сигналы. Из-за этого могут возникать тошнота и головные боли.

Есть и другой момент. Исследования показали, что абсолютная тишина совсем не так полезна для организма, как некоторые себе представляют. В компаниях, создающих аудиотехнику, всегда есть «комната абсолютной тишины» (еще ее называют «безэховой камерой»). Она спроектирована так, чтобы рассеивать и поглощать все возникающие в ней звуки. Человеку трудно находиться в такой комнате дольше часа. Сначала появляются иллюзии вроде едва улавливаемого писка комара, затем дискомфорт начинают доставлять звуки организма: дыхание, стук сердца, урчание живота, после чего тревога и волнения нарастают настолько, что большинство посетителей с ужасом выбегают наружу. Конечно, наушники вряд ли могут оказать схожий эффект, ведь в них звучит музыка. Однако не всем слушателям эффект музыки в полной тишине может оказаться по душе. Некоторые находят звучание наушников с активным шумоподавлением слишком стерильным и раздражающим. Впрочем, это дело вкуса.

Так выглядит безэховая камера

Так или иначе, очень важно перед покупкой наушников с активным шумоподавлением послушать их 2-3 часа, чтобы понять реакцию своего организма на эту технологию.

Преимущества наушников с шумодавом

На 2019 год производители решили большинство недостатков. Появилось множество моделей наушников с по-настоящему качественным шумоподавлением. Они дают ощущение полной тишины, словно слушатель находится в заглушенной студии звукозаписи. Пользователи отмечают, что особенно хорошо они справляются с назойливыми монотонными шумами: метро, улица, поезд, автобус, самолет и т.д.

Не все наушники с активным шумоподавлением представляют собой громоздкие «головные телефоны». Не так давно Apple выпустила AirPods Pro — миниатюрные затычки с активным шумоподавлением, но похожие модели были и до этого релиза, как, например, проводные Audio-Technica ATH-ANC100BT или беспроводные Sony WF-1000XM3.

Начинка AirPods Pro

Конечно, малый размер «затычек» ограничивает их возможности. Для размещения микрофона и остальной электроники остается очень мало места. Поэтому они не могут заглушить резкие и громкие звуки, вроде внезапного грохота или криков детей, хотя шум дороги и транспорта устраняют без проблем.

По-настоящему почувствовать себя в вакууме космоса позволят только накладные полноразмерные наушники. Их размер дает возможность разместить в них сразу несколько микрофонов. Один устанавливается снаружи и улавливает средние и высокие частоты, а второй — внутри для низкочастотного гула. В сочетании с мягкими амбушюрами, отлично защищающими от внешнего мира, получается эффект почти  абсолютной тишины.

Источник

Комментарии читателей к нашим статьям о наушниках демонстрируют неподдельный интерес к вопросу вреда головных телефонов для здоровья слушателя. В качестве ответов на некоторые из них мы публикуем этот пост. Любителям сжатых кратких сведений и тем, кто не любит размазывание информации по «простыне» текста, дам быстрый ответ: нет, наушники не вредны и не представляют угрозы — это лишь миф, созданный спекулятивными статьями в околомедицинских СМИ. Настоящую угрозу для себя самих представляют некоторые из пользователей, которые пренебрегают рекомендациями по эксплуатации и искренне полагают, что при этом их пронесёт.

Далее подробно о проблеме и её особенностях.

Тревожная статистика

Сухие данные статистики ВОЗ демонстрируют не шуточную глобальную проблему. Около 10 % населения планеты страдает нарушениями слуха или глухотой. По исследованиям, проведенным экспертами ВОЗ, около трети глухих и страдающих от потери слуха в США получили эти проблемы в результате воздействия громкой музыки, производственных шумов и звуков работы оборудования. Сбор статистических данных ВОЗ в Европе показывает, что 71 000 000 человек страдают теми или иными проблемами со слухом.

Несколько лет назад американский исследователь Роберт Новак из университета Пердью заявил, что американские врачи начали диагностировать у молодых людей стремительное снижение слуха со скоростью, обычно присущей лишь пожилым пациентам. В ряде случаев это поражение оказывается необратимым и приводит к полной глухоте. В своём исследовании Новак напрямую связал эту тенденцию с постоянным использованием наушников, воспроизводящих музыку с опасной для здоровья громкостью. Описанное исследование стало причиной многочисленных спекуляций в средствах массовой информации.

Причины проблемы – механизм поражения слуха

Отоларингологами и патофизиологами было выявлено, что регулярное воздействие звука (не имеет значение музыка или шум) с звуковым давлением более 100 дБ, приводит к поражению волосковых клеток базилярной мембраны, что в большинстве случаев приводит к необратимым нарушениям слуха. Базилярная мембрана находится в улитке и является неотъемлемой частью слухового анализатора, так как именно благодаря этому элементу осуществляется преобразование звуковых волн различной амплитуды и частоты в нервные импульсы, которые по кохлеарному нерву передаётся в мозг. В результате поражения клеток (волосков) на том или ином участке мембраны появляются проблемы с восприятием тех или иных частот.

Известно, что комфортным для прослушивания музыки в наушниках, у большинства людей (без тугоухости и гиперестезии) считается звуковое давление в диапазоне от 70 до 90 дБ. При разработке наушников большинство производителей опирается именно на эти данные, при этом делается определённый запас по мощности звуковых излучателей. Важно также учитывать сопротивление наушников, так как иногда низкое сопротивление наушников по сравнению с усилителем плейера или телефона, может дать высокую громкость.

При этом, людям свойственно увеличивать громкость до предельных значений, особенно это распространено при поездках в метро. В результате горячего желания абстрагироваться от шума метрополитена пользователь, зачатую, превышает допустимый барьер в 100 дБ, так как уровень шума в метро выше и колеблется в диапазоне от 95 до 105 – 110 дБ.

Таким образом, для прослушивания музыки в метро или другом месте с высоким уровнем шума, нам приходится увеличивать громкость выше опасного для слуха предела. Кратковременное и не регулярное повышение громкости не грозит серьезными проблемами, так как компенсаторные возможности среднего и внутреннего уха позволяют снизить вероятность необратимых изменений. Постоянное же использование наушников в подобном режиме приводит к повреждениям базилярных волосковых клеток, которые исключают возможность возврата мембраны в нормальное состояние.

Мифология вреда аппаратуры и реальность человеческой глупости

На основании ряда исследований, проведенных в последние 10 лет, журналисты создали ряд спекулятивных публикаций о вреде наушников и отдельных их типов, в которых делаются необоснованные выводы, а также даются, порой, нелепые рекомендации для пользователей гаджетов. Далее я постараюсь отделить зерна от плевел и дать несколько полезных советов по этому поводу.

Вымысел: Прослушивание музыки в наушниках приводит к потере и снижению слуха.

Реальность: Рождение этого мифа связано с исследованиями нескольких американских ученых, в частности уже упомянутого Новака. Новак обратил внимание, что поражение волосковых клеток базилярной мембраны, обычно свойственное людям старше 35 – 40 лет, становится характерно для некоторых молодых людей, использующих наушники. Однако СМИ поспешили раздуть сенсацию о том, что молодёжь глохнет от наушников, что не совсем верно и является искажением фактов.

Как я уже писал выше, указанные исследователями проблемы характерны исключительно в тех случаях, когда звуковое давление превышает предел в 100 дБ, при этом подобное превышение происходит постоянно, на протяжении длительного времени. Такая ситуация характерна для людей, использующих при этом наушники без систем активного шумоподавления и пытающихся заглушить окружающий шум используя запасы мощности. При этом поступают так постоянно.

На самом деле вредны не наушники, а привычка повышать уровень громкости до момента, когда окружающие громкие (более 90-100 дБ) звуки не будут слышны. Со временем восприятие адаптируется к такому уровню громкости, а прослушивание на меньшей громкости становится некомфортным, что ещё более усугубляет ситуацию.

Вымысел: Ученые доказали, что по-настоящему опасны внутриканальные и вставные наушники — от них люди глохнут

Реальность: Исследование доктора Брайана Флайгора из Гарвардской медицинской школы, опубликованное в номере Ear and Hearing за декабрь 2004, показало, что уровень звукового давления, воздействующего на ухо, зависит от типа наушников. Так, чем меньше наушник, тем выше уровень звукового давления при равных заданных значениях громкости. Ученый выявил, что вставные и внутриканальные головные телефоны повышают уровень звукового давления, в среднем, на 9 дБ, по сравнению с накладными и полноразмерными.

Фактически исследование Флайгора демонстрирует лишь то, что при прослушивании музыки через «вкладыши» и «затычки», для профилактики поражений слуха стоит уменьшить громкость, с учетом того, что выше их звуковое давление.
Исследователи из Национальной Австралийской акустической лаборатории в Сиднее пришли к выводу, что вставные наушники, позволяя слышать окружающие звуки, провоцируют пользователя увеличивать громкость. При этом с внутриканальными наушниками такая тенденция не отмечалась.

Вымысел: Применение внутриканальных наушников негигиенично, приводит к развитию грибковых и других поражений наружного слухового прохода

Реальность: Как и в предыдущих спекуляциях вывод притянут за уши. Для развития инфекции в наружном слуховом проходе необходимы такие условия как: наличие бактерий, спор грибов и т.п. (их полно везде, а материал наушников не является питательной средой, как и материал амбушюр), наличие входных ворот для инфекции, например, травма, микротравма и т.п., снижение иммунитета, ухудшение кровообращения.

При описанном сочетании условий наушники не являются сколько-нибудь существенным фактором риска, влияющим на развитие инфекции. Инфекция спокойно будет развиваться и без них, достаточно иметь иммунодефицитное состояние и прикоснуться к уху.

Вымысел: Регулярное использование наушников сводит с ума и приводит к деменции (приобретенной потере интеллекта)

Реальность: Головные телефоны влияют на нашу психику и интеллект не больше чем любой другой источник звука в нашем окружении. При этом, музыка, которую мы слушаем, может в той или иной степени отразиться на психоэмоциональном состоянии, что известно давно и не требует доказательств.

Вымысел: Ежедневное использование наушников приводит к глухоте и потере слуха

Реальность: прослушивание музыки требует большего звукового давления (70 – 90 дБ) чем человеческая речь и естественный для человека уровень фонового шума (45 – 60 дБ).
Длительное (более 4 часов в день), ежедневное применение наушников может привести к заметному снижению слуха. Подчеркиваю, может, но в данном случае очень сильно зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека. Звукорежиссёры, ди-джеи и некоторые музыканты в силу рода их занятий проводят в наушниках достаточно длительное время (6-8 часов), при этом нет никаких исследований о том, что представители этих профессий чаще остальных страдают от проблем со слухом.

Выводы и рекомендации

При правильном использовании наушники совершенно безопасны и не могут привести к потере слуха, воспалению, потере интеллекта или сумасшествию. При этом регулярное использование большой громкости для того что бы заглушить внешние громкие звуки (метро, реактивный самолёт, промышленные шумы) может привести к необратимым нарушениям слуха.
Что бы обезопасить себя от поражения слуха при использовании наушников достаточно соблюдать следующее:

  • Не использовать наушники в метро и других местах с аналогичным уровнем шума;
  • Не увеличивать громкость выше уровня более 70-80 % (разные системы имеют разные возможности усиления, можно произнести несколько слов, в случае если вы слышите свой голос — уровень громкости приемлемый);
  • Не слушать музыку в наушниках дольше 4 часов в сутки;
  • Не засыпать в наушниках, проигрывающих музыку;
  • Для шумных мест и метро старайтесь применять наушники с системой активного шумоподавления.

Источник