В последние годы современная жизнь стала намного оживленнее и шумнее – действительно, вокруг нас так много разных звуков, что буквально можно оглохнуть. К счастью, у нас есть такая полезная вещь, как наушники с шумоподавлением. Но все ли меломаны знают, как и почему они появились? Откуда вообще взялась эта технология? Было ли это результатом многолетних исследований, посвященных решению проблемы защиты от внешнего шума, или стало случайной технической находкой, которая, тем не менее, самым существенным образом повлияла на эволюцию наушников? Сейчас мы во всем разберемся.
Конструкция наушников развивалась на протяжении многих лет, от первых моделей, которые использовались телефонными операторами в 1880-х годах, и до «стереофонов» Koss SP3 в 1958 году, а затем и появления плеера Walkman от Sony (который комплектовался своими компактными наушниками).
История возникновения наушников началась в 1880-х годах, когда Эзра Гиллиланд разработал устройство, состоящее из одного наушника с раструбом и дополнительного блока, опиравшихся на плечи пользователя. Эти наушники также имели специальный ремень, который спускался по спине и обматывался вокруг торса, чтобы удерживать всю конструкцию на месте. Такие наушники в основном использовались телефонистами и предназначались для повышения эффективности их работы за счет возможности использования громкой связи. Однако, учитывая то, что эти наушники весили почти 4,5 кг, просуществовали они не долго. Пользоваться ими было примерно так же «удобно», как и носить на плече бумбокс в 1980-х годах.
В Великобритании в 1890 - х годах было изобретено очень интересное по тем временам устройство, получившее название электрофон. Его владелец, приобретя специальную подписку, мог слушать дома живые театральные спектакли, музыку из концертных залов или даже проповеди из церквей. Эта подписка стоила 5 фунтов стерлингов в год (а это почти 835 долл. США на сегодняшние деньги!) для двух таких «приемников», и плюс еще один фунт стерлингов за каждый дополнительный приемник.
Электрофон состоял из пары звуковых излучателей, прикрепленных к оголовью на конце ручки, и это было уже немного похоже на сегодняшние наушники. Впрочем, ношение электрофона все же было совершенно другим. Его нужно было держать за ручку и носить внизу головы – в этом смысле такие наушники чем-то напоминали по конструкции стетоскоп. Надо заметить, что эти устройства были очень популярны, и исчезли только в 1925 году, когда рынок завоевало бесплатное беспроводное радио. И, кстати, в электрофонах использовались первые в истории наушники-вкладыши, разработанные французским инженером Эрнестом Меркадье.
Как и любые обычные наушники-вкладыши, их излучатели предназначались для вставки в ушной канал и весили около 50 граммов. В то время это был большой технологический прорыв, поскольку все остальные наушники были большими по размеру. Кроме того, у них были резиновые насадки, чтобы обеспечить комфорт при ношении и создать уплотнение, необходимое для защиты от внешних шумов – современные внутриушные силиконовые вставки наушников-вкладышей работают по тому же принципу.
Хотя данный факт и остается предметом споров, большинство людей согласны с тем, что именно Натаниэль Болдуин является изобретателем первых настоящих аудионаушников. Благодаря двум звуковым излучателям, прикрепленным к регулируемому оголовью, эти наушники стали большим шагом вперед с точки зрения дизайна, и уже в значительной степени напоминали те наушники, которые мы используем сегодня. Как ни странно, это устройство было изобретено не в какой-то лаборатории или на заводе, а на собственном кухонном столе Болдуина в штате Юта в 1910 году, когда он пытался найти способ увеличить громкость проповедей в своем местном храме мормонов. Используя медный провод длиной чуть более 1,6 км, он создал устройство, которое могло принимать звуковой сигнал без внешнего источника питания. Как ни странно, эта конструкция не сразу завоевала популярность, а многие из тех, кому Болдуин предлагал финансовое участие в проекте, просто насмехались над ним. Однако все быстро изменилось, когда ВМС США оценили потенциал этого устройства и закупили около 100 таких наушников для использования корабельными радистами.
Одно из самых важных событий в истории наушников произошло в 1958 году, когда Джон К. Косс изобрел первые в мире стереонаушники – эта модель получила название SP/3. В наушниках были установлены мини-динамики, а также использовались картон и вспененный материал, применявшийся для изготовления мебели. Тем не менее, это были первые наушники, предназначенные исключительно для музыки, и люди, наконец, получили возможность слушать ее в хорошем качестве. Благодаря популярности Koss и растущему рынку наушников, эта модель подтолкнула такие компании, как Philips и Sennheiser, к созданию своих решений для индивидуального прослушивания музыки. Philips оказала значительное влияние на рынок, выпустив наушники по доступным большинству покупателей ценам, в то время как Sennheiser, нацелившись на более дорогой сегмент, представила наушники HD414. Кстати, Sennheiser HD414 были первыми наушниками с открытой конструкцией, за счет чего они получились менее громоздкими и более легкими, что понравилось многим меломанам.
В 1979 году компания Sony выпустила портативный кассетный плеер The Walkman, который позволял меломанам слушать музыку везде, где бы они ни находились. Аппарат имел корпус с сине-серебристой отделкой и фактически был самой недорогой персональной стереосистемой. Кроме того, Walkman от Sony стал толчком к появлению наушников для портативного использования, одновременно превратив их в модный аксессуар. При этом многие пользователи упрекали комплектные наушники Sony MDR-3L2 за не слишком высокое качество звука, что побудило другие компании начать выпуск своих моделей для плеера Walkman. Успех этого кассетного плеера был феноменальным. Изначально Sony прогнозировала, что продаст около 5000 Walkman в первый месяц после начала производства, но на самом деле за два месяца их было продано более 30000 штук.
Даже при постоянно растущей популярности наушников ни одна из моделей все еще не могла обеспечить эффективную защиту от внешних шумов, особенно при прослушивании музыки вне дома, и это раздражало меломанов. На разработку и совершенствование соответствующей технологии потребовалось несколько десятилетий, прежде чем она попала в руки обычного потребителя.
История появления самой технологии шумоподавления начинается с Пола Люга, доктора философии и медицины из Германии. В 1933 году он подал заявку на патент для своей теории и технологии активного шумоподавления. Изобретение доктора Люга было основано на подавлении нежелательных звуковых волн путем воздействия на них противофазных звуковых клолебаний, с использованием динамиков и микрофонов. Многие эксперты сходятся во мнении, что именно эта идея Люга на протяжении многих лет способствовала развитию технологий активного шумоподавления.
К сожалению, эта концепция была слишком сложной в реализации для того времени, и ее нельзя было подтвердить практикой. Потребовалось еще 20 лет технического развития, чтобы стало возможным воплотить эти смелые идеи «в железе». И вот в 1950-х годах доктор Лоуренс Джером Фогель представил свои собственные патенты в этой области, и созданные на их основе одни из первых наушников с активным шумоподавлением. Они были предназначены для использования пилотами вертолетов, для снижения шумового воздействия и улучшения качества связи. Так что первоначально система активного шумопонижения в наушниках была рассчитана на профессиональное применение, и данная технология заложила основу для дальнейших разработок.
Когда же были изобретены наушники с шумоподавлением? Хотя технически Фогеля можно считать изобретателем системы активного шумопонижения в наушниках, то, что мы подразумеваем под данной технологией сегодня, было представлено в 1989 года доктором Амаром Бозе, основателем корпорации Bose.
Многие знают Амара Боса как основателя Bose Corporation, однако мало кто догадывается, что его успехи в бизнесе был связаны в том числе и с обширным опытом работы профессором Массачусетского технологического института (MIT), а также умением находить решения и творческим воображением. Являясь одним из самых уважаемых профессоров Массачусетского технологического института, он также успешно работал в качестве ведущего разработчика своей компании. И пожалуй, самой заметной его разработкой в области Hi-Fi-аудио можно считать наушники в активным шумоподавлением.
В 1978 году Bose летел из Цюриха в Бостон и увидел первые наушники для использования пассажирами. Они были очень легкими, их вес составлял около 57 граммов (для сравнения, предыдущие модели наушников весили почти примерно 450 грамма). Поскольку перелет из Цюриха в Бостон занял около 8 часов, Бозе был рад развлечься, используя новые наушники. Однако вскоре ему стало ясно, что это невозможно, потому что шум в салоне самолета был настолько громким, что он не мог с комфортом слушать в них музыку. Именно в этот момент творческое воображение и настрой Бозе на поиск решений в области аудио подтолкнули его к размышлениям. Он снял наушники, взял бумагу и начал разрабатывать систему, которая в конечном счете и оказалась первыми наушниками с активным шумоподавлением.
Вернувшись в свой офис в Бостоне, Бозе сформировал команду инженеров для работы над новым проектом. К 1986 году у них уже была рабочая модель, но им потребовалось еще 15 лет, прежде чем они наконец смогли заставить концепт работать так, как задумано. За это время на исследования в данной области было потрачено около 50 миллионов долларов. Многие люди критиковали Бозе за его приверженность данной технологии, считая, что это пустая трата времени и денег. Но несмотря ни на что, он был настойчив и верил, что это сработает, поэтому исследования продолжились и в конечном итоге привели к созданию наушников с активным шумоподавлением, которыми мы сейчас пользуемся.
Разработки Bose стали популярны и в областях, далеких от прослушивания музыки: от помощи пилотам более отчетливо слышать сообщения с помощью гарнитуры Bose Aviation Headset, появившейся в 1989 году, до защитных систем армии США в виде гарнитуры Bose Combat Vehicle Crewman Headset, проступившим на вооружение в 1993 году.
По сегодняшним меркам наушники с активным шумоподавлением не роскошь, как это было в момент их появления, а вполне привычный аксессуар для многих меломанов. Их даже уже не связывают именно с авиацией: они доступны для всех, даже для детей. На самом деле они стали настолько доступны, что в интернете есть даже пошаговые инструкции по их самостоятельному изготовлению. В то же время, оглядываясь назад на первые разработки наушников с шумоподавлением в 1978 году, можно сказать, что сегодняшние технологии не сильно от них отличаются. Но в этой области произошли значительные эволюционные усовершенствования, такие как появление беспроводных технологий и цифровых систем активного шумоподавления. Мы можем увидеть в современных наушниках такие передовые функции, как адаптивное шумоподавление или использование искусственного интеллекта для эффективного устранения внешних помех. Такие нововведения позволяют повысить безопасность пользования наушниками с активным шумоподавлением и сделать звучание музыки в них более натуральным и качественным. В частности, в новых моделях таких наушников можно услышать некоторые предупреждающие звуки, например, гудки автомобилей, что может быть важным при их использовании на оживленных улицах города.
И хотя такие функции обычно присутствуют в наушниках премиум-класса, те, кому нужно только хорошее активное понижение шумов, могут воспользоваться недорогими моделями, которые тоже отлично работают.
Наушники были неотъемлемой частью музыкальной и коммуникационной индустрии на протяжении десятилетий и будут оставаться с нами и в обозримом будущем. Наушники, в том числе с активной системой шумоподавления, прошли долгий путь развития с момента их появления и произвели настоящую революцию в том, как мы слушаем музыку, используем средства массовой информации и общаемся с друг с другом.
При подготовке обзора использовались материалы с www.headphonesty.com (перевод с английского - hifiNews.RU)
Оригинал: https://www.headphonesty.com/2020/10/history-of-noise-cancelling-headphones/
09.12.2020, Николай Сергеев
