O ile zasada działania słuchawek z tłumieniem pasywnym nie wzbudza żadnych wątpliwości, o tyle technologia aktywnej redukcji zakłóceń pozostaje dość często zjawiskiem mało zrozumiałym.

Z naszych doświadczeń wynika, że istnieją dwa podstawowe kryteria którymi najczęściej kierują się klienci przy wyborze słuchawek lotniczych - waga, oraz skuteczność tłumienia hałasu. Niestety pasywne metody izolacji akustycznej są w pewnym zakresie częstotliwość dość mocno ograniczone, co wiąże się gównie z następującymi zależnościami:

  1. Współczynnik pochłaniania rośnie wraz z grubością materiału dźwiękochłonnego oraz ze wzrostem częstotliwości padającej na niego fali akustycznej.
  2. Fale akustyczne, których długość jest porównywalna z wymiarami ekranu ulegają ugięciu na jego brzegach, w wyniku czego poziom hałasu po drugiej stronie ekranu po jego zastosowaniu jest niewiele mniejszy, a czasem nawet większy niż przed jego zainstalowaniem.

Z przytoczonych powyżej zależności wynika, że dla uzyskania skutecznego ograniczenia hałasu w zakresie niskich częstotliwości muszle słuchawek powinny odznaczać się dużymi rozmiarami i dużą masą a to uczyniło by je praktycznie niezdatnymi do użytku.

Wad tych nie posiadają aktywne metody redukcji hałasu. Podstawą tych rozwiązań jest wykorzystanie dodatkowych, sterowanych źródeł dźwięku. Hałas rozchodzi się w postaci fal akustycznych. Z badań dotyczących zjawisk falowych wiemy, że fale pochodzące od różnych źródeł w pewnych, ściśle określonych warunkach, ulegają na skutek nakładania się wzajemnej kompensacji. Generując przy użyciu wspomnianych wcześniej dodatkowych źródeł falę akustyczną o odpowiednich parametrach, wykorzystujemy zjawiska związane z nakładaniem się fal do uzyskania efektu redukcji hałasu. W terminologii metod aktywnych źródła hałasu nazywamy pierwotnymi natomiast dodatkowe źródła dźwięku nazywamy źródłami wtórnymi.

Schemat działania ANR

Układy aktywne montowane przez nas w słuchawkach NC-1000ANR składają się z powiązanych ze sobą trzech głównych elementów – dekodera sygnału odniesienia (mikrofony umieszczone wewnątrz muszli), niezależnego dla lewej i prawej muszli układu sterującego, oraz źródła sygnału wtórnego (druga wkładka umieszczona w muszli). Zasada działania takiego układu polega na generowaniu przez drugą wkładkę sygnału dźwiękowego o tej samej częstotliwości i tej samej amplitudzie co sygnał pierwotny , lecz odwróconego do niego w fazie. Oczywiście istotnym jest również by generowany sygnał wtórny dotyczył jedynie istotnych z punktu widzenia redukcji hałasu dźwięków. Sterowanie źródłem wtórnym musi odbywać się przy tym z bardzo dużą precyzją, gdyż aby uzyskać tłumienie powyżej 20 dB różnica poziomów ciśnienia akustycznego fali pierwotnej i wtórnej musi być mniejsza niż 1 dB, a przesuniecie fazowe pomiędzy nimi nie powinno odbiegać od 180° o więcej niż 5°. Są to warunki niezwykle trudne do spełnienia bez użycia odpowiednio zaawansowanych technik elektronicznych, więc metoda którą P. Lueg wykorzystał w swoim wniosku patentowym już w 1936 r. stała się użytecznym narzędziem walki z hałasem dopiero z chwilą opanowania zaawansowanych technik cyfrowego przetwarzania sygnałów.

Schemat ANR

Technologia ANR stosowana przez NAVCOMM w słuchawkach lotniczych została przetestowana w warunkach laboratoryjnych przy zastosowaniu metodologii badawczej opracowanej i opisanej przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) w dokumencie Regulation 40 CFR Part 211. Subpart B (The Range of Noise Reduction Rating for Existing Hearing Protection).  W wyniku pomiarów współczynnik redukcji hałasu (NRR – Noise Reduction Ratings) został określony na poziomie 24dB, co daje jeden z najlepszych wyników wśród producentów słuchawek lotniczych z aktywnym tłumieniem.

Wyniki ANR