Исследователи из лаборатории EPFL разработали 100% эффективную, ультратонкую систему активного шумоподавления. Она использует ионизированную воздушно-плазменную систему двигателя вместо динамиков. Слой толщиной 17 мм может блокировать шум 20 Гц так же, как стена толщиной 4 метра.
Звуковые волны, которые мы слышим, – это волны давления в воздухе вокруг нас. Конусы динамиков — это большие, легкие мембраны, предназначенные для проталкивания воздуха и создания этих волн давления, будь то в форме приятной музыки или в форме неприятных шумов.
Технология активного шумоподавления (ANC) – это идея измерения этих волн давления с помощью микрофона, а затем генерирование точно таких же волн давления в обратном направлении и воспроизведение их через динамик. Противоположно направленные одинаковые звуковые волны упраздняют друг друга, создавая тишину.
ANC хорошо работает в наушниках и автомобилях, где акустическая среда невелика и поэтому достаточно контролируема, а точки прослушивания достаточно легко найти. Система хорошо работает в масштабе комнаты. Хотя, если нужно приглушить низкочастотные длинноволновые басы, понадобится полная стена динамиков.
Команда EPFL Acoustic Group решила проверить способность шумоподавления плазменных ионных колонок, тонких, легких, простых и дешевых в изготовлении.
Эти динамики работают как ионные двигатели, используя электрическое поле для ионизации окружающего воздуха в плазму, образуя положительно и отрицательно заряженные частицы. Затем эти ионы ускоряются магнитным путем, и они давят на окружающий воздух, создавая волны давления.Изменяя приложенное напряжение, вы можете мгновенно изменять количество выталкиваемого воздуха, то есть регулировать громкость.
Новая система лучше подходит именно для заглушения звука, поскольку она не имеет относительно тяжелой мембраны динамика, которую нужно заставить быстро двигаться для создания звука.
Высокая чувствительность плазменной акустической системы позволяет мгновенно реагировать на появление посторонних шумов. Динамики традиционной конструкции в результате своей тяжелой мембраны не способны реагировать так быстро.
Эффективность плазменной системы такова, что она способна глушить звук на частоте 20 Гц – это примерно предел низких частот человеческого слуха. Эта нота настолько низкая, что ее расстояние между пиками давления в пространстве составляет 17 м. Если попытаться заглушить звуковую волну 20 Гц с помощью обычной шумопоглощающей пены или звукопоглощающих стен, понадобится что-то толщиной около 4 м. Плазмоакустическая система металлического слоя может полностью гасить эту волну толщине только одной тысячной длины волны, или 17 мм.
EPFL предоставила лицензию на технологию на основе плазмы швейцарской компании Sonexos, которая планирует коммерциализировать ее для широкого спектра применений.
