노이즈 캔슬링을 하는 이어폰은 어떤 원리로 작용되는 것인가요?
노이즈 캔슬링 기능을 사용하게 되면 음악을 듣지 않은 상태에서도 정말 외부의 소리가 차단이 되던데, 분명히 귀와 맞닿지 않은 부분들이 있는데도 어떻게 외부 소리들을 다 차단할 수 있는 것일까요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
노이즈 캔슬링 이어폰은 외부 소음을 감지하여 그와 반대되는 파동을 발생시켜 소음을 상쇄하는 원리로 작동합니다. 이어폰에 내장된 마이크로 주변 소음을 감지하고, 그 소음의 파형을 분석하여 반대되는 파형을 생성합니다. 이 반대되는 파형을 이어폰의 스피커로 출력하면, 두 파동이 만나 상쇄되어 소음이 줄어들게 됩니다. 노이즈 캔슬링 이어폰은 주파수에 따라 소음 차단 효과가 달라집니다. 저주파 소음은 차단하기 어렵지만, 고주파 소음은 비교적 쉽게 차단할 수 있습니다. 따라서, 노이즈 캔슬링 이어폰은 항공기 소음이나 기차 소음과 같은 고주파 소음을 차단하는 데 효과적입니다.
안녕하세요. 아하의 전기전자 분야 전문가입니다.
노이즈 캔슬링 이어폰은 소음을 줄이기 위해 '액티브 노이즈 캔슬링'(ANC)이라는 기술을 사용합니다. 이는 주변 소음을 감지하기 위해 마이크를 사용하고, 이 소음의 반대되는 음파를 생성하여 소음을 상쇄시키는 방식입니다. 이렇게 생성된 상쇄 음파는 귀에 도달할 때까지 외부 소음과 결합하여 소리를 상쇄시킵니다. 이어폰이 귀와 완전히 밀착되지 않아도 작동하는 것은, 이러한 음파 생성이 외부 소리와의 간섭을 통해 소음을 줄이기 때문입니다. 따라서 노이즈 캔슬링은 공간의 잔여 소음을 효과적으로 줄여주는 역할을 하여, 귀에 직접 접촉하지 않는 부분에서도 소음이 상당히 감소됩니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
노이즈 캔슬링은 외부에서 나오는 소리와 리버스 되는 주파수를 발사하여 상쇄시킴에 따라 소리가 들리지 않게 되는 특징을 이용한 것 입니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
노이즈 캔슬링 기능을 사용하면 마이크를 통해서 주변 소음을 감지합니다.
디지털 신호로 변환된 소음을 분석합니다.
생성된 반대 위상의 소리를 출력합니다.
반대 위상의 소리는 주변 소음과 만나면서 상쇄 간섭을 일으킵니다.
외부 소리가 상쇄되서 들리지 않게 되는 것입니다.
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안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.
노이즈 캔슬링은 파동의 상쇄간섭 원리를 이용합니다. 소리는 위아래로 진동하는 파동입니다. 하나의 파동이 완벽히 반대되는 파동을 만나면 사라지는데요. 이것을 상쇄간섭이라고 하며, 정 반대의 파동을 형성하는 소리를 통해 소리를 없앨 수 있습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
버스나 지하철 소음 속에서도 음악이 제대로 들립니다. 기기에 내장된 소음 조절기가 외부 소음을 감소시켜 소음이 심한 장소에서도 몰입에 방해 받지 않고 음악과 영화를 즐길 수 있다.
노이즈 캔슬링의 넓은 의미는 소음을 차단하는 것을 의미하며, 소음을 상쇄시키는 것이라면 어찌되었든 노이즈 캔슬링에 포함된다. 다만 그 방식에 따라 액티브 노이즈 캔슬링(Active Noise Cancellation, ANC)과 패시브 노이즈 캔슬링(Passive Noise Cancellation, PNC)의 두 가지 방식으로 구분한다.
액티브 노이즈 캔슬링의 경우 소리의 상쇄간섭 현상을 이용한 기술을 의미한다. 소리는 일정한 형태를 갖는 파동의 일종이며 이와 반대되는 파동을 같은 시간에 발생시키면 서로 상쇄되는데, 이를 상쇄간섭이 일어났다고 한다.[1] 이러한 소리의 특성을 이용해서 제거 하려는 소음의 위상 및 진폭을 파악하고 이와 완전히 반대되는 위상과 진폭을 연산해 인위적으로 발생시켜 소음을 제거하는 기술이다. 대표적인 사용처는 이어폰/헤드폰, 고급 세단 및 SUV[2], 항공기, 군사[3] 등이 있다.
패시브 노이즈 캔슬링[4]의 경우 인위적으로 발생시킨 상쇄간섭을 이용한 소음 제거 기술이 아닌 에너지를 물리적으로 차단하는 물질들을 사용해 소리가 차단되도록 하는 것을 의미한다. 방음재 및 흡음재들을 부착해 소음을 제거하는 것 또한 패시브 노이즈 캔슬링에 해당되며, 액티브 노이즈 캔슬링이 없는 이어폰이나 귀마개를 착용해 소음을 차단하는데 이용하는 것도 패시브 노이즈 캔슬링에 해당한다.[5]
즉, 노이즈 캔슬링을 구현하는 방법도 여러가지이며 소음이 많이 발생하는 현대의 생활 전반의 여러 곳에서 쓰이고 있음을 알 수 있다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
노이즈 캔슬링은 주변의 소리를 모아 그 소리의 파장을 상쇄시켜서 없애는 상쇄간섭현상을 이용한
방법입니다.
소리는 파장으로 되어 있어 같은 파장이면 증폭 다른파장이면 상쇄되어집니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 액티브 노이즈 캔슬링
- 마이크: 이어폰에는 주변 소음을 감지하기 위한 마이크가 내장되어 있습니다.
- 반전 신호: 마이크는 주변 소음을 감지하고, 이를 분석하여 소음의 주파수와 진폭을 파악합니다.
- 반전 신호 생성: 이러한 분석 결과를 바탕으로 이어폰은 소음과 정확히 반대되는 파동 형태의 반전 신호를 생성합니다.
- 취소 신호: 반전 신호는 스피커를 통해 주변 소음과 상쇄되는 파동을 방출합니다. 이로 인해 주변 소음의 효과적인 감소가 이루어집니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 노이즈 캔슬링의 방식에는위의 설명처럼 두 가지가 있습니다.
PNC(Passive Noise Canceling)는 밀폐를 이용한 방식으로, 우리가 많이 쓰는 귓속까지 이어 팁이 들어가는 커널형 이어폰이 일례입니다. 별도의 전력이 필요 없어서 배터리가 존재하지 않고 가격이 상대적으로 저렴하다는 장점이 있습니다. 하지만! 단순히 소음이 들어가지 못하도록 막는 방식이기 때문에 파장이 긴 저음은 잘 막지 못하고, 음압 노출로 인해 청력이 안 좋아질 가능성이 높다는 것이 단점입니다.
ANC(Active Noise Canceling)는 상쇄간섭을 이용하였습니다. 따라서 PNC보다 저음의 소음을 훨씬 잘 막을 수 있어서 효과적인 노이즈 캔슬링이 가능해졌습니다. 그렇지만 능동적인 제어 방식이기 때문에 전력이 필요해 배터리가 들어가게 되었고, 추가적인 부품들이 생겨나 가격대가 높아졌다는 아쉬움이 생겼습니다.
출처 : LG디스플레이 블로그 - 소리와 소음이 공존한다고? '노이즈 캔슬링(Noise Canceling)이 용서 못 해!
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
주변 소음과 반대되는 역위상의 소리를 이어폰에서 발생시킴으로서 소음을 제거하는 것과 같은상황을 구현시키는 것 입니다.
감사합니다.