상상도 못한 정체 ㄴ(°0°)ㄱ 노이즈 캔슬링이 이런 거였다니

상상도 못한 정체 ㄴ(°0°)ㄱ 노이즈 캔슬링이 이런 거였다니

 

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

일러스트를 이용해 최대한 쉽고 간단하게 내용을 전달하기 위해 노력하고 있습니다

많은 관심과 시청 부탁드리겠습니다

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대체 어떻게 주변 소리를 없애주는 걸까

 

노이즈 캔슬링은 이어폰이나 헤드폰에 있는 것으로

외부에서 들리는 소음을 차단해
오로지 이어폰에서만 들리는 소리에 집중할 수 있게 해주는 기능입니다

노이즈 캔슬링은 두가지로 나눌 수 있습니다
물리적으로 소음을 차단하는 패시브 노이즈 캔슬링

별다른 기술 없이 귀를 완전히 덮어버리는 방법으로
소음을 차단하는 방식입니다

우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는
방음부스나 귀마개 같은 것들이 여기에 해당한다고 할 수 있습니다

https://youtu.be/A8bc0pNoZxo

 

그리고 파동을 이용해 소음을 차단하는 액티브 노이즈 캔슬링
흔히 노이즈 캔슬링이라고 하면 말하는 것이 바로 이 기술인데
이어폰으로 전달되는 소리와 반대되는 소리를 방출해
최종적으로 그 소리를 없애주는 기술입니다

예를 들면 누가 바위를 10의 힘으로 밀면 바위는 밀리게 됩니다
이렇게 바위가 밀리는 것이 소음이라고 해보죠

그런데 이때 내가 반대쪽에서 똑같이 10의 힘으로 바위를 밀면
바위는 밀리지 않고 가만히 있게 됩니다
같은 힘으로 밀어주면 소음이 나지 않는다는 것이죠

이것이 바로 노이즈 캔슬링의 원리입니다

노이즈 캔슬링의 원리를 이미지에 적용해보도록 하겠습니다

지금 보이는 이미지에 반전을 걸고
투명도를 50%로 낮춘뒤
두개의 이미지를 겹치면

이렇게 이미지에 있는 모든 그림이 사라지고
회색으로만 보이게 됩니다

이것이 바로 노이즈 캔슬링의 원리입니다

소리는 파동입니다
파동은 이런식으로 표현할 수 있는데

지금 보이는 이 파동을 정위상이라고 하면
이 파동과 반대되는 파동은 역위상이라고 합니다

소리는 각자마다 파동을 가지고 있습니다
정위상과 정위상이 만나면
파동에 간섭이 일어나 소리가 더욱 커지게 됩니다
이것을 보상간섭이라고 하죠

반대로 정위상과 역위상이 만나면
역시 파동에 간섭이 일어나게 되는데
이때는 소리가 사라지게 됩니다
이것을 상쇄간섭이라고 하죠

이것이 바로 노이즈 캔슬링의 원리입니다

노이즈 캔슬링이 있는 이어폰은
우리에게 소리를 전달하는 스피커뿐만 아니라
마이크가 탑재되어 있습니다

마이크는 외부에서 오는 소리
즉 소음을 듣는 역할을 하는데
마이크가 이 소리를 들으면 이어폰이 소리를 빠르게 분석해
역위상을 만들어냅니다

그리고 스피커로 역위상을 방출시키면
상쇄간섭이 일어나 주변 소리가 사라지게 됩니다

즉 노이즈 캔슬링은 실시간으로 이루어지는
정교한 계산의 결과라고 할 수 있습니다

그렇기 때문에 이어폰의 성능이 좋을 수록
노이즈 캔슬링이 잘 이루어지며
반복적이고 규칙적인 소음일 때 더 효과적입니다

노이즈 캔슬링 기능이 있어도 갑자기 발생하는 쿵 하는 소리나
자동차 경적소리는 차단하지 못하는데
갑작스러운 소리는 계산하고 역위상을 만들어내기도 전에
우리의 귀로 들어오기 때문입니다

사람이 말하는 소리 역시 불규칙적이기 때문에
노이즈 캔슬링이 잘 이루어지지 못합니다

노이즈 캔슬링은 최근 나오는 이어폰이나 헤드폰에 있어
새롭게 만들어진 기능이라고 생각할 수 있지만

사실 굉장히 오래된 기능입니다

1930년대 노이즈 캔슬링이 처음 등장하기 시작했는데
과거에는 비행기 조종사들의 청력을 보호하기 위해
사용되었다고 합니다