Система активного шумоподавления ослабила звуки из открытого окна
Ученые изготовили систему активного шумоподавления и протестировали ее в макетной комнате с полноразмерным бытовым окном. Оказалось, что в типичном для городского транспорта диапазоне частот с ее помощью удается заглушать до 10 децибел от среднего уровня звукового давления в помещении при открытом окне. Дальнейшие разработки подобных систем, вероятно, позволят совмещать естественную вентиляцию и шумоподавление в условиях города. Исследование опубликовано в журнале Nature.
С точки зрения физики звук представляет собой волну механических колебаний в какой-либо среде — например, в воздухе. Источник шума вызывает смещение ближайших частиц среды, а те, в свою очередь, передают его соседним частицам — возмущение распространяется и, достигнув уха, заставляет нас слышать звук. Громкость звука при этом определяется величиной смещения частиц — то есть амплитудой волны: чем сильнее будут колебания, тем громче они прозвучат.
Таким образом, чтобы подавить звук, необходимо уменьшить амплитуду колебаний — для этого обычно применяют два основных подхода: пассивное и активное шумоподавление. При пассивном шумоподавлении на пути распространения волны ставится некая преграда — объект, который так или иначе препятствует распространению звука и тем самым снижает уровень шума. В случае же активного шумоподавления ситуация совсем иная — такой метод предполагает создание второй звуковой волны в противофазе — то есть так, чтобы при наложении друг на друга колебания гасили друг друга. Чтобы полностью заглушить шум, нужно в точности скопировать гасимое возмущение, однако на практике добиться этого довольно сложно — нужно успевать записывать подавляемый звук или отслеживать уже уменьшенный шум и подбирать параметры генерируемой волны так, чтобы его минимизировать.