대세가 된 기술 노이즈 캔슬링의 모든 것

우리 일상에서 빼놓을 수 없는 것 중 하나, 바로 ‘음악’입니다. 다양한 음악 플랫폼을 통해 스트리밍 서비스가 제공되면서 수준 높은 음질을 선호하는 리스너들도 생겨나고 있는데요. 특히 헤드폰에서만 제공되던 ‘노이즈 캔슬링(Noise Canceling)’ 기술이 무선 이어폰에도 적용되며, 효과적인 음악 감상을 선호하는 많은 사람들의 관심을 받고 있습니다.

주변의 불필요한 소음을 제거해주는 이 기술은 어떻게 탄생하게 된 걸까요? 노이즈 캔슬링의 시작부터 작동 원리까지 함께 알아보도록 하겠습니다.

노이즈 캔슬링은 새로운 기술이다?

노이즈 캔슬링 기술은 최근 들어 새롭게 개발된 기술이 아닙니다. 1986년 ‘군용 헤드셋’에 적용되며 처음 등장 했는데요. 미국 정부는 1978년, 음향 기술 업체에 노이즈 캔슬링 기술 개발을 의뢰합니다. 전투기 조종사와 나사(NASA) 우주인들이 제트 엔진과 로켓 엔진 소음에도 원활한 소통을 할 수 있도록 하기 위한 목적이었죠. 의뢰를 받은 음향기술 업체는 8년 간의 연구 끝에 ‘군용 노이즈 캔슬링 헤드셋’ 개발을 성공했습니다.

이후 노이즈 캔슬링 기술은 민간 항공기 조종사를 위한 헤드셋에도 적용되는 등 영역이 확대됩니다. 그리고 이후 음악 감상을 위한 헤드셋까지 적용되면서 우리의 일상에 스며들게 됐죠.

노이즈 캔슬링 기술 2가지

노이즈 캔슬링 기술은 크게 액티브 노이즈 캔슬링(ANC, Active Noise Canceling)과 패시브 노이즈 캔슬링(PNC, Passive Noise Canceling)으로 나뉩니다. 두 가지 방법에 어떤 차이가 있는지 살펴볼까요?

(1)소음에는 소음으로! 액티브 노이즈 캔슬링 (ANC)

액티브 노이즈 캔슬링(이하 ANC)은 쉽게 말하면 소음을 소음으로 막는 방법입니다. 소리 파동은 진동의 크기는 같지만 진행 방향은 반대인 다른 파동을 만나면 사라지게 되는데요. 이 간섭 현상을 이용한 것이 ANC입니다.

ANC가 적용된 이어폰이나 헤드셋에는 외부 마이크가 탑재되어 있는데요. 이 외부 마이크가 소음을 감지하면 프로세서가 수집된 소음의 파형을 분석하고, 분석된 소음의 파형과 반대인 파형을 발생시켜 외부 소음을 ‘상쇄’ 합니다.

ANC 기술이 적용된 것은 기본 작동요소 외에 외부 마이크, 고성능 칩 등의 기술이 추가로 필요하기 때문에 일반 제품에 비해 가격대가 높은 편입니다. 하지만 소음을 막기 위해 볼륨을 크게 키울 필요가 없어 청력 보호에 좋은 장점이 있죠.

(2) 물리적인 차단으로 소음을 막는다. 패시브 노이즈 캔슬링 (PNC)

패시브 노이즈 캔슬링(이하 PNC)은 물리적으로 귀를 막아 소음을 차단하는 방법입니다. 커널형 이어폰, 귀를 크게 덮은 오버이어 헤드셋, 그리고 가수들이 무대에서 사용하는 ‘인이어 이어폰’이 PNC 기술이 적용 된 대표적인 사례입니다. 단순한 방식이지만 PNC 역시 노이즈 캔슬링 종류 중 하나로 여겨집니다.

자동차에도 적용되는 노이즈 캔슬링

노이즈 캔슬링 기술, 그 중에서도 ANC방식은 자동차에도 적용되고 있습니다. 처음 적용된 것은 일본 자동차 브랜드였는데요. 1991년도에 출시된 모델에 엔진 소음을 감소시키기 위한 목적으로 해당 기술을 적용했습니다.

원리는 이어폰 및 헤드셋에 적용된 ANC와 동일 합니다. 차량 천장에 엔진 소음을 수집하도록 장착된 마이크를 통해 유입된 소음 정보가 디지털화 되어 제어장치(DSP : Digital Signal Processor) 에 모이고, 조수석 하부에 위치한 스피커를 통해 엔진 소음과 반대 되는 신호를 발생 시켜 소음을 상쇄 하는 방식이죠. 르노삼성의 QM6에도 마이크 3개와 스피커 12개로 구성된 ANC 기능이 탑재 됐습니다.

최근에는 노면에서 차량으로 전달되는 소음까지 감소 시킬 수 있는 ’능동형 노면 소음 저감기술(RANC)’이 적용된 자동차도 등장했습니다. 반응이 빠른 가속도 센서를 이용해 노면에서 차량으로 전달되는 진동을 계측하고, 실시간으로 분석된 음파와 반대되는 음파를 오디오 스피커로 내보내는 방식입니다. 이처럼 노이즈 캔슬링 기술이 계속해서 발전하며 보다 편안한 운전 환경을 실현할 수 있게 되었습니다.

대세로 떠오른 노이즈 캔슬링 기술, 헤드셋과 자동차를 넘어 또 어떤 제품에 적용될까요? 불필요한 소음을 줄여 우리들에게 편안한 환경을 만들어 줄 노이즈 캔슬링의 미래가 기대됩니다.