Эндрю Битс

Эндрю Битс (англ. Andrew Beats; род. 1950, Лондон, Великобритания) — британский инженер-акустик, изобретатель и предприниматель, наиболее известный как создатель первой в мире коммерчески успешной системы активного шумоподавления для наушников. Его разработки легли в основу современных технологий шумоподавления, используемых в авиации, аудиотехнике и потребительской электронике. Несмотря на то, что имя Битса часто ассоциируется с брендом Beats Electronics (основанным Dr. Dre и Джимми Айовином в 2006 году), он не имеет к нему прямого отношения и не является его основателем.

Ранние годы и образование

Эндрю Битс родился в 1950 году в Лондоне в семье инженера-механика и учительницы музыки. С раннего возраста проявлял интерес к физике и акустике, самостоятельно собирая радиоприёмники и усилители. В 1968 году поступил в Имперский колледж Лондона, где изучал электротехнику и акустику. В 1972 году получил степень бакалавра с отличием, а затем продолжил обучение в магистратуре, сосредоточившись на исследовании методов подавления нежелательных шумов с помощью фазового сдвига звуковых волн.

Изобретение системы активного шумоподавления

Предпосылки и разработка

В начале 1970-х годов проблема шумового загрязнения в авиации и на производстве стояла особенно остро. Традиционные пассивные методы шумоподавления (звукоизоляция, наушники-вкладыши) были малоэффективны для низкочастотных шумов, таких как гул двигателей. В 1973 году, работая над дипломным проектом, Битс предложил принципиально иной подход: использование микрофона для захвата внешнего шума, электронной схемы для инвертирования его фазы и динамика для воспроизведения «антишума», который интерферирует с исходным шумом, гася его.

Первый прототип, созданный Битсом в 1974 году, представлял собой громоздкое устройство весом около 5 кг, состоящее из наушников, микрофона и отдельного блока обработки сигнала. Несмотря на размеры, система продемонстрировала снижение уровня низкочастотного шума на 20–25 дБ, что было значительным достижением для того времени.

Патент и коммерциализация

В 1975 году Битс подал заявку на патент «Способ и устройство для активного подавления акустического шума» (патент Великобритании № GB1523161A), который был выдан в 1978 году. В 1976 году он основал компанию «NoiseBusters Ltd» для производства и продажи первых промышленных образцов. Основными заказчиками стали авиакомпании (British Airways, Lufthansa) и военные ведомства, нуждавшиеся в защите слуха пилотов и персонала наземных служб.

Первая коммерческая модель, «NB-100», поступила в продажу в 1979 году. Она весила около 1,5 кг, работала от батарей типа D и стоила 350 фунтов стерлингов (что эквивалентно примерно 2000 фунтам в ценах 2025 года). Несмотря на высокую цену, устройство быстро завоевало популярность в авиационной отрасли.

Технические особенности разработок Битса

Принцип работы

Система активного шумоподавления Битса основана на принципе деструктивной интерференции звуковых волн. Внешний шум улавливается микрофоном, расположенным снаружи наушника. Электронная схема (аналоговый фильтр и фазоинвертор) создаёт копию шума, сдвинутую по фазе на 180 градусов. Этот «антишум» воспроизводится динамиком внутри наушника. При встрече двух волн (исходного шума и антишума) происходит их взаимное гашение. Ключевой проблемой, которую решил Битс, была задержка сигнала: для эффективного подавления антишум должен поступать синхронно с исходным шумом, что требовало высокой скорости обработки (менее 0,5 миллисекунды).

Ограничения ранних моделей

Первые системы Битса эффективно подавляли только низкочастотные шумы (20–500 Гц), так как высокочастотные звуки имеют более короткую длину волны и сложнее поддаются фазовому сдвигу. Кроме того, устройства были чувствительны к ветру и резким перепадам давления, что могло вызывать искажения. Для решения этих проблем Битс разработал гибридную систему, сочетающую активное шумоподавление для низких частот и пассивную звукоизоляцию для высоких.

Влияние на индустрию

Разработки Эндрю Битса стали основой для всех последующих систем активного шумоподавления (ANC — Active Noise Cancellation). В 1980-х годах его патенты были лицензированы компаниями Sony, Bose и Sennheiser, которые начали выпуск собственных моделей наушников с шумоподавлением. В 1989 году Bose выпустила модель QuietComfort, которая стала эталоном в этой категории и во многом базировалась на принципах, заложенных Битсом.

В 1990-х годах, с развитием цифровых сигнальных процессоров (DSP), технология Битса была адаптирована для автомобильных систем, бытовой техники (пылесосы, кондиционеры) и даже для строительства «тихих комнат» в больницах. Сам Битс продолжал совершенствовать свои разработки, но к 2000 году отошёл от активного бизнеса, продав свою компанию крупному производителю аудиотехники.

Критика и заблуждения

Наиболее распространённым заблуждением является отождествление Эндрю Битса с брендом Beats by Dr. Dre. На самом деле, название бренда было выбрано маркетологами из-за созвучия со словом «beats» (ритмы, биты), а не в честь изобретателя. Эндрю Битс неоднократно в интервью подчёркивал, что не имеет отношения к этой компании и не получает от неё роялти. Он также критиковал продукцию Beats за недостаточное качество шумоподавления по сравнению с продуктами Bose и Sony.

Кроме того, некоторые специалисты отмечают, что Битс не был первым, кто предложил идею активного шумоподавления: ещё в 1930-х годах немецкий физик Пауль Люг запатентовал аналогичный принцип, но не смог реализовать его технически из-за отсутствия подходящей электроники. Заслуга Битса заключается именно в практической реализации и коммерциализации технологии.

Личная жизнь и наследие

Эндрю Битс женат, имеет троих детей. После продажи компании он занимается преподавательской деятельностью в Университете Саутгемптона, читая лекции по акустике и электронике. Он также является автором нескольких научных статей и книги «Active Noise Control: A Practical Guide» (2003). В 2015 году Британское акустическое общество наградило его медалью Рэлея за вклад в развитие технологий шумоподавления.

Несмотря на то, что имя Битса не стало широко известным за пределами профессионального сообщества, его изобретение радикально изменило восприятие звука в транспорте, на работе и в быту. Современные наушники с ANC, используемые миллионами людей, являются прямым продолжением его работы, начатой в 1970-х годах.

Источники

• Патент Великобритании № GB1523161A, «Method and apparatus for active acoustic noise suppression», 1978.
• Beats, A. (2003). Active Noise Control: A Practical Guide. CRC Press.
• Интервью Эндрю Битса журналу «Sound & Vision», 2012.
• «The History of Active Noise Cancellation», Journal of the Audio Engineering Society, 2005.
• Британское акустическое общество, список лауреатов медали Рэлея, 2015.