🎥 에어팟은 어떠한 원리로 작동하는걸까?

여러분! 요즘 음악 많이 들으시나요? 길을 가다 보면 바쁜 일상 속에서 음악을 즐기기 위해 이어폰을 착용한 모습을 많이 볼 수 있는데요. 특히나 이제는 상용화된 에어팟, 버즈 등의 무선 이어폰이 많이 보이곤 해요. 그런데 한 번쯤 이런 헤드셋, 무선 이어폰의 노이즈 캔슬링 원리가 궁금해지신 적, 있지 않으신가요? 함께 이번 기회에 간단히 알아봐요!

보강간섭? 상쇄간섭?

출처 : 윤제한의 물리교실 티스토

노이즈 캔슬링에 대해 알기 위해선 먼저 '간섭'에 대해 알 필요가 있어요. 어떤 음파가 진행 도중에 다른 음파를 만나면 두 음파가 겹쳐져서 소리가 더 크게 들리거나 들리지 않게 되는 현상을 ‘소리의 간섭’이라고 말하는데요. 이러한 간섭에는 보강간섭과 상쇄간섭이 있어요. 보강간섭은 같은 위상을 가지는 두 파동이 합쳐져 생기는 간섭으로, 합성파에서 마루와 마루, 골과 골이 겹쳐지며 진폭이 2배로 커지게 되는 것이에요. 상쇄간섭은 같은 진폭과 주기를 가진 두 파장의 위상이 반대되는 모양을 가지면서 만날 때 생기는 간섭으로, 마루와 골이 중첩되면서 진폭은 0이 되고 파동 또한 완전히 상쇄되는 것을 말해요. 바로 이 상쇄간섭이 노이즈 캔슬링의 주요 원리가 되는 것이죠!

다양한 방식의 노이즈 캔슬링

출처 : 전자신문

노이즈 캔슬링은 소음을 막는 방식에 따라 크게 패시브 노이즈 캔슬링(PNC)과 액티브 노이즈 캔슬링(ANC)으로 나뉘어요. 패시브 노이즈 캔슬링은 물리적으로 귀를 막아 소음을 차단하는 방식으로 커널형 이어폰, 귀를 크게 덮은 오버이어 헤드셋, 가수들이 무대에서 사용하는 인이어 이어폰 등이 대표적인 사례죠. 액티브 노이즈 캔슬링은 앞서 나온 상쇄간섭을 이용하여 소음을 소음으로 막는 방식이에요. ANC 기술이 적용된 이어폰이나 헤드폰에는 외부 소음을 위한 마이크가 따로 존재하는데, 이 외부 마이크가 소음을 감지하면 프로세서가 수집된 소음의 파형을 분석하고, 분석된 소음의 파형과 반대인 파형을 발생시켜 외부 소음을 상쇄하는 것이죠. 이러한 원리로 노이즈 캔슬링이 적용되는 기기는 별도의 외부 소음을 위한 마이크가 필수적인데요. 특히 헤드셋에선 마이크 위치에 따라 외부에 마이크가 위치한 피드 포워드(Feed Forward) 방식과 헤드셋 유닛의 안쪽에 마이크가 위치한 피드백(Feed back) 방식을 볼 수 있어요. 피드 포워드 방식에선 마이크와 소리를 내는 드라이버 유닛 사이의 거리가 멀다보니 상대적으로 노이즈 제거 정도가 약하다고 하는데요. 반면 마이크가 내부에 있어 드라이버 유닛과 가까운 피드백 방식은 걍력한 노이즈 제거 + 음질 변화 최소화라는 장점을 가지고 있다고 하네요.

이렇게 우리가 자주 사용하는 이어폰 속 노이즈 캔슬링의 원리에 대해 짧게 알아보았는데요. 사실 노이즈 캔슬링은 이외에도 다양한 곳에 활용되고 있어요. 액티브 노이즈 캔슬링은 신형 자동차, 비행기 속 소음 축소, 민간 항공기 조종사 전용 헤드셋 등 알게모르게 우리 일상에 녹아있죠. 원리를 알고 보니 내 버즈, 에어팟이 새롭게 느껴지진 않으신가요?

- By. 연월

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