노이즈캔슬링 이어폰이 소음을 차단하는 원리는?

Question

시중에 노이즈캔슬링 이어폰이 많잖아요. 외부 소음을 차단하고 이어폰에서 나오는 소리에 집중할 수 있게 하는게 참 신기한데요. 이건 어떤 과학원리로 가능한 일인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

노이즈 캔슬링은 글자 그대로 적극적으로 소음을 제거하는 기술입니다. 소리는 일정한 주파수로 진동하는 파동으로 우리가 듣는 음악뿐만 아니라 대화소리, 키보드 소리 등 모든 소리는 파동으로 구성되어 있습니다.

이 파동에는 '간섭효과'라는 것이 있는데, 두개 이상의 파동이 서로 만났을 때 파동의 진폭이 더 커지는 것을 "보강 간섭"

사라지는 것을 "상쇄 간섭"이라고 합니다. 보강 간섭은 같은 진폭과 주파수를 갖는 파동이 만나면 동일한 파도가 하나로 합쳐지는 것처럼 진폭이 아주 커지는 현상이며, 상쇄간섭은 진폭과 주파수는 동일한데 그 진행뱡향이 거울상처럼 서로 반대 방향의 파동이 만날때 일어나는 현상입니다.

노이즈 캔슬링은 이 중 상쇄간섭 원리를 이용하는 것입니다. 헤드폰에 있는 외부 마이크를 통해 외부 소음을 감지하여 그 소음의 파동을 분석한 후 소음을 상쇄할 수 있는 반대파동을 만덜어 이어폰 내부의 스피커로 보내는데,이렇게 되면 파동이 약해져 무음 또는 저음이 되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

노이즈캔슬링(Noise Cancelling) 이어폰은 주변 소음을 감지하고 그와 정반대의 파동을 만들어 소음을 상쇄시키는 원리로 작동합니다.

구체적으로는, 이어폰 내부에는 마이크가 내장되어 있어 주변 소음을 감지합니다. 그리고 이어폰에 장착된 전자회로에서는 감지된 소음과 정반대의 파동을 생성합니다. 이러한 파동은 이어폰 스피커에서 재생되는 음악과 합쳐지면서, 소음을 상쇄시키는 효과를 얻습니다.

노이즈캔슬링 이어폰은 주로 비행기나 지하철과 같이 주변 소음이 많은 환경에서 사용되며, 주변 소음을 줄이는 효과로 인해 사용자는 더욱 집중력을 높일 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 노이즈 캔슬링 이어폰은 내부에 마이크가 장착되어 있어서 소음을 감지하고 그 소음과 똑같은 진동수와 진폭을 가진 파동을 만들어서 소음을 상쇄시키는 원리입니다. 이러한 과정에서 노이즈 캔슬링 이어폰은 소리의 질을 저하시키지 않고, 주변 소음을 차단합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

노이즈 캔슬링의 원리는 기기 자체적으로 내장된 마이크를 이용하여 주변 소리를 분석하고, 그 소리에 해당하는 반대 음파를 생성하여 주변 소음을 줄입니다. 이 장치는 특히 주변 소음이 규칙적이고 저~중음대 범위에 있을 때 가장 효과적으로 작동합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.노이즈 캔슬링 이어폰은 주변의 소음을 측정하여 그와 반대 방향의 소리를 만들어서 상쇄시키는 원리로 작동합니다.

일반적으로 노이즈는 파동의 성질을 가지고 있으며, 파동은 진폭, 주파수, 위상 등의 속성으로 설명될 수 있습니다. 노이즈 캔슬링 이어폰은 외부 소음의 파동을 측정하고 그 파동의 진폭, 주파수, 위상 등을 분석하여 반대 방향의 파동을 생성합니다. 이때 생성된 파동은 외부 소음과 진폭, 주파수, 위상 등이 정반대이므로, 외부 소음과 상쇄되어 소리를 차단할 수 있습니다.

이러한 원리는 신호처리, 제어공학, 물리학 등 다양한 분야에서 적용되며, 노이즈 캔슬링 이어폰은 이러한 원리를 이용하여 소비자들에게 외부 소음으로부터 자유로움을 제공하는 기술입니다.

Answer 6

안녕하세요. 주영민 과학전문가입니다.

아래 내용 참조하시길 바랍니다.

제가 요약해서 설명하자면, "우리가 듣는 소리를 이어폰이 들은 후 그 소리의 반대 파형을 만들어서 소리를 상쇄시킵니다. " 이렇게 하면 소리가 작게 또는 아예 안들리게 할수도 있습니다.

노이즈 캔슬링 헤드폰은 아주 효과적으로 외부 소음을 제거하는데 헤드폰 안에 감춰진 마이크가 주변의 소리를 듣고 이를 서로 다른 음파 즉, 파형이 정반대인 음파로 변형해 사용자의 귀에 전달하는 것이다. 이 두 음파가 서로를 상쇄시키는 과정을 '상쇄 간섭'이라고 한다. 상쇄 간섭을 통해 헤드폰에서 나오는 음파가 아주 효과적인 소음 제거의 역할을 맡아 결국 헤드폰 바깥의 소음을 다른 방식의 소음을 내서 없애는 것처럼 착각시키는 것이다. 쉽게 말해 오랑캐로 오랑캐를 물리치는 ‘이이제이(以夷制夷)’와 같은 셈이다.

Answer 7

노이즈 캔슬링 이어폰은 외부 소음을 차단하고, 이어폰으로 들어오는 소리만 들을 수 있도록 만드는 기술입니다. 이러한 기술은 주로 다음과 같은 원리로 작동합니다.

첫째, 이어폰 안에는 마이크가 내장되어 있습니다. 이 마이크는 외부 소음을 감지하고 캔슬링 기능에 필요한 신호를 생성합니다.

둘째, 외부 소음은 이어폰 안의 캔슬링 회로로 전달됩니다. 이 회로는 외부 소음과 정반대인 파동을 생성하여 이를 반사시킵니다.

셋째, 이 반사된 파동은 이어폰 안의 스피커로 전달됩니다. 이로 인해 이어폰에서 들려오는 소리는 외부 소음과 캔슬링 파동의 상쇄로 인해 매우 조용해집니다.

이러한 과학 원리를 이용하여 노이즈 캔슬링 이어폰은 높은 성능을 발휘하고 있습니다. 하지만 이어폰의 성능은 주변 환경, 외부 소음의 종류, 이어폰의 디자인 등에 따라 달라질 수 있습니다.

Answer 8

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

노이즈 캔슬링 헤드폰은 아주 효과적으로 외부 소음을 제거하는데 헤드폰 안에 감춰진 마이크가 주변의 소리를 듣고 이를 서로 다른 음파 즉, 파형이 정반대인 음파로 변형해 사용자의 귀에 전달하는 것이다. 두 음파가 서로를 상쇄시키는 과정을 '상쇄 간섭'이라고 한다. 상쇄 간섭을 통해 헤드폰에서 나오는 음파가 아주 효과적인 소음 제거의 역할을 맡아 결국 헤드폰 바깥의 소음을 다른 방식의 소음을 내서 없애는 것처럼 착각시키는 것이다. 참조

Answer 9

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

노이즈 캔슬링 이어폰은 주변에서 들어오는 외부 소음을 취소시키는 원리로 작동합니다. 이를 위해 이어폰은 두 개의 마이크를 내장하고 있습니다.

하나의 마이크는 주변 소음을 인지하고, 다른 하나의 마이크는 이어폰 사용자가 듣는 소리를 녹음합니다. 이어폰 내부의 소프트웨어는 이 두 가지 오디오 신호를 비교하여, 외부 소음을 취소시키는 반대 방향의 소리를 생성합니다. 이러한 반대 소리는 이어폰 스피커를 통해 들리게 되며, 외부 소음과 상쇄되어 들리지 않게 됩니다.

이러한 원리는 주로 저주파수의 소음을 차단하는 데에 효과적입니다. 또한, 노이즈 캔슬링 이어폰은 인체에 해로운 저주파 소음을 차단할 수 있어 교통 수단에서 매우 유용하게 사용됩니다.

Answer 10

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

노이즈 캔슬링은 소음을 차단하는 기술로, 주요 원리로는 역위상 신호 생성과 액티브 노이즈 캔슬링이 있습니다. 역위상 신호 생성은 원래의 소음과 역의 위상을 가진 신호를 생성하여 상쇄시키는 원리이고, 액티브 노이즈 캔슬링은 실시간으로 노이즈를 감지하고, 이에 대응하는 적절한 신호를 생성하여 상쇄시키는 방식입니다. 이를 통해 노이즈 캔슬링은 소음을 효과적으로 차단하여 더 나은 음향 환경을 제공합니다.