액티브 노이즈 캔슬링이란?

 

 

 

노이즈 캔슬링 헤드폰과 이어버드는  음악 감상, 출퇴근 소음 차단, 심지어 작업에도 탁월한 평화롭고 소음 없는 청취 경험을 만드는 능력을 알게 될 것입니다. 모든 노이즈 캔슬링 제품이 동일하게 만들어지는 것은 아니지만 이러한 장치 중 상당수는 몇 가지 일반적인 오디오 기술로 통합됩니다. 이러한 헤드폰과 이어버드 중 다수가 사용하는 기능 중 하나는 능동형 소음 제거 또는 ANC( Active Noise Cancellation)입니다.

 

노이즈 캔슬링에 관해서는 ANC를 기초로 생각할 수 있으며  ANC 관련 내용에 대해 알아보겠습니다. 

 

액티브 노이즈 캔슬링이란?

고등학교나 대학에서 물리학 입문 수업을 들은 적이 있다면 파동을 다룬 섹션을 기억할 것입니다. 물, 빛 또는 소리로 만들어진 파동은 모두 몇 가지 고유한 속성을 공유합니다. ANC 기술은 다음 속성 중 하나를 활용합니다. 첫 번째 파동과 정반대인 두 번째 파동(파괴 간섭이라고 하는 프로세스)을 생성하면 모든 파동을 효과적으로 "취소"할 수 있습니다.

 

따라서 외부의 소리를 들을 수 있는 헤드폰 세트를 만들고 듣는 음파와 정반대의 음파 세트(일명 소음 방지)를 즉시 생성할 수 있다면 이론적으로 외부 소리를 전혀 듣지 못할 것입니다. 그것이 바로 ANC가 하는 일입니다.

 

조종사를 위한 최초의 상업용 ANC 헤드폰을 개발한 후 일반 대중을 위한 최초의 ANC 헤드폰을 개발한 회사인 Bose는 다음과 같이 설명합니다.

 

이어컵 안팎에 마이크가 있는 Bose 노이즈 캔슬링 헤드폰은 원치 않는 소리를 지속적으로 감지, 측정하고 정밀하고 동일하며 반대되는 신호를 계산하여 밀리초 이내에 변화하는 소음에 반응하는 독점 디지털 신호 처리 칩으로 보냅니다. 그 결과 주변 소음이 거의 사라집니다.

 

그러나 모든 ANC가 동일하게 만들어지는 것은 아니므로 모든 ANC 헤드폰과 이어버드가 동일한 원리를 사용하더라도 브랜드와 모델 간에는 여전히 큰 차이가 있을 수 있습니다.

 

 

능동 대 수동 소음 제거

ANC가 훌륭할 수 있지만 소음을 처리하는 유일한 방법은 아니라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 패시브 노이즈 캔슬링(패시브 노이즈 차단이라고도 함)은 고막과 외부 소리 사이에 물리적 장벽을 만들어 문제에 대한 확실히 낮은 기술 접근 방식을 취합니다.

일반적으로 귀 주위(헤드폰 세트인 경우) 또는 이어버드를 사용하는 경우 외이도 내부에 단단히 밀봉하여 수행됩니다. 어느 쪽이든, 결과는 동일합니다 : 처음부터 고막에 도달 할 수없는 소리는 들리지 않습니다. 패시브 노이즈 캔슬링이 잘 수행되면 다른 것이 필요하지 않을 정도로 효과적일 수 있습니다.

 

다른 접근 방식을 사용함에도 불구하고 능동 및 수동 소음 제거는 실제로 서로를 보완한다는 점도 주목할 가치가 있습니다. 수동적으로 차단할 수 있는 소리가 많을수록 더 나은 ANC 기술이 여전히 통과하는 소리를 취소할 수 있습니다.

 

 

 

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ANC와 ANR의 차이점?

 

흥미롭게도 Bose는 두 용어를 모두 사용하지만 상황은 다릅니다. Bose가 자체 소음 제거 헤드폰을 만들 때 ANC라고 부르는데, 이는 Bose가 해당 헤드폰의 성능에 대해 100% 책임을 지고 있기 때문입니다. 하지만 때때로 제3자 회사가 Bose의 소음 제거 기술에 대한 라이센스를 부여하여 자체 ANC 헤드폰을 만들 것입니다. Amazon은 1세대 Echo Buds를 선보였을 때 이를 수행했습니다. 그런 일이 발생하면 Bose가 헤드폰 성능의 모든 측면에 관여하지 않았다는 것을 나타내는 방법으로 ANR이라는 용어를 사용합니다.

 

보다 일반적인 ANC 외에도 능동 소음 감소 또는 ANR(Active Noise Reduction)이라는 용어를 본 적이 있을 것입니다. 실제로 그들 사이에는 차이가 없습니다. 

흥미롭게도 Bose는 두 용어를 모두 사용하지만 상황은 다릅니다. Bose가 자체 노이즈 캔슬링 헤드폰을 만들 때 Bose가 해당 헤드폰의 성능을 100% 책임졌기 때문에 ANC라고 부릅니다.  하지만 때때로 제3자 회사가 Bose의 소음 제거 기술에 대한 라이센스를 부여하여 자체 ANC 헤드폰을 만들 것입니다. Amazon은 1세대 Echo Buds를 선보였을 때 Bose가 헤드폰 성능의 측면에 관여하지 않았다는 것을 나타내는 방법으로 ANR이라는 용어를 사용했습니다. 

 

ANC 헤드폰과 이어버드 작동방식

모든 ANC 헤드폰과 이어버드는 마이크를 사용하여 외부 소리를 감지합니다. 그런 다음 온보드 마이크로프로세서가 이러한 소리를 분석하고 헤드폰의 스피커를 통해 필요한 반대 음파를 귀에 공급합니다. 이것은 음악을 재생하든 하지 않든 할 수 있습니다.

 

일부 ANC 모델은 "피드포워드" 마이크를 사용합니다. 이 마이크는 헤드폰 외부에 배치되어 외부 소리를 선명하고 빠르게 포착할 수 있습니다. 그러나 피드포워드 ANC 시스템은 외부 소리가 이어팁의 소음 차단 장벽을 통과할 때 어떤 일이 발생하는지 알지 못합니다. 즉, 소음 방지 기능이 귀에 들어오는 소음과 완벽하게 일치하지 않을 수 있습니다.

 

다른 ANC 시스템은 헤드폰의 이어팁 내부에 있는 "피드백" 마이크를 사용합니다. 헤드폰에 침투한 외부 소리를 가장 정확하게 판독하므로 가장 정확한 소음 방지 기능을 생성할 수 있어야 합니다. 그러나 이러한 시스템은 피드포워드 마이크만큼 고주파 사운드를 제거하는 데 능숙하지 않습니다. 듣고 싶은 소리(음악)와 제거하려는 소리를 구별하는 것은 까다로울 수 있으며 피드백 시스템은 일부 음악을 취소할 위험이 있습니다.

 

예상할 수 있듯이 최고의 ANC 시스템은 피드포워드와 피드백 모델의 하이브리드를 사용하고 내부 및 외부 마이크를 모두 사용하여 소음을 방지합니다. 

 

적응형 ANC

헤드폰 분야에서 비교적 새로운 용어인 Adaptive ANC는 헤드폰 모델과 사용 중인 기술에 따라 다른 의미를 가질 수 있습니다.

예를 들어, Qualcomm의 적응형 ANC 기술은 ANC 회로가 헤드폰의 밀폐된 영역 내부로 들어가는 외부 소리의 양 변화에 실시간으로 반응할 수 있도록 도와줍니다. 수백 가지의 서로 다른 귀와 머리 모양이 있다는 사실을 보완하려는 시도로, 한 모델이 모든 사람에게 완벽하게 맞기 어렵습니다.

 

적응형 ANC의 또 다른 형태는 ANC 회로에 의해 사용되는 알고리즘에 관한 것이다. 외부 소리는 환경에 따라 끊임없이 변화합니다. 실내에서는 많은 사람들이 말하는 것을 볼 수 있지만 실외에서는 교통 소리에 직면할 수 있으며 비행기에서는 대부분 제트기 엔진의 백색 소음입니다. 많은 회사에서 주변 환경에 따라 적절한 ANC 모드를 선택할 수 있는 스마트폰 앱을 제공하지만 Adaptive ANC 시스템은 이러한 변화하는 소리를 분석하고 모드를 자동으로 전환하여 항상 최적화된 노이즈 캔슬링 경험을 제공합니다.