노이즈 캔슬링은 최근에 많이 듣게 됩니다. 이어폰에 많이 사용되면서 우리가 많이 듣게 되는데, 전기차들이 도로에 많이 다니면서 노이즈 캔슬링이 필요해졌습니다. 자동차의 노이즈 캔슬링을 알아보도록 하겠습니다.
노이즈 캔슬링
Noise Canceling은 소음 제거를 뜻하고, 이 기술의 시작은 공군에서 시작됩니다. 전투기의 엔진 소음으로 관제탑과 송신에 어려움이 있어 개발되었습니다. 노이즈 캔슬링은 크게 두 가지 방법으로 나누어지는데, 패시브 방식과 액티브 방식입니다.
- 패시브(Passive) 방식 - 물리적인 소음을 차단하는 방식으로 이루어집니다. 외부 소음을 줄이기 위해서 귀를 막거나, 소음이 유입되는 경로를 차단합니다.
- 액티브(Active) 방식 - 마이크를 이용해 외부 소음을 수집, 소음을 분석, 반대 파형을 방출해 소음을 줄입니다. 상쇄 간섭이라고 부르고 외부의 소음을 반대되는 음으로 줄이는 방법입니다.
액티브 노이즈 캔슬링의 원리는 소리의 파형을 보면 높은 부분과 밑으로 튀어나오는 부분이 있고, 소리 반대 파형을 만들어 내는 것입니다. 그렇게 하면 상쇄 간섭이 발생하면서 소리가 줄어들게 됩니다.
자동차 노이즈 캔슬링
자동차는 주행 중에 다양한 소음이 유입되게 됩니다. 자동차는 패시브 방식과 액티브 방식을 모두 이용하게 됩니다.
- 패시브 방식 - 자동차의 소음이나 진동이 발생하는 부품에 차음재와 흡음재를 사용하는 방식으로 구연하고, 엔진룸과 차량 내부사이, 차체 바닥 등에 사용되고, 진동의 억제를 위해서 차체 강성을 높이고, 이중 유리를 이용 풍절음도 줄입니다.
- 액티브 방식 - 상쇄 간섭을 이용합니다. 마이크나 센서를 이용해 유입되는 소음을 감지하고, 분석한 다음 반대되는 상쇄음을 이용하게 됩니다. 엔진 구동음, 바퀴를 통한 노면 소음 등을 줄이게 됩니다.
패시브 방식의 단점은 노이즈 캔슬링을 위해 추가 재료를 많이 사용하게 되어 차량의 무게가 늘어납니다. 늘어난 무게는 차량의 연비가 나빠지고, 주행 가능 거리도 감소하게 됩니다.
액티브 노이즈 캔슬링 작동 방법
전기차의 경우 노면소음이 가장 큰 비중을 차지합니다. 노면 소음은 60 ~ 80km 주행 중에 잘 들립니다. 노면 소음의 상쇄소음을 만들어야 하는데, 가속도 센서, 디지털신호프로세서, 마이크, 스피커 등이 사용됩니다. 가속도 센서가 노면 소음의 원인과 진종을 측정합니다. 이 데이터는 디지털신호프로세서에서 분석해 상쇄소음을 만들게 됩니다.
상쇄 소음은 차량 내부 스피커를 통해 외부 소음을 상쇄하게 됩니다. 마이크는 차량 내부 소음을 수집해 차량 내부 소음이 잘 상쇄되는지 신호프로세서에 전달하고, 소음의 제거 상태를 확인하게 됩니다.
전기차가 대중화되기 시작하면서 차량의 소음을 제어하는 것이 중요해졌습니다. 이상 노이즈 캔슬링을 이용한 차량 소음을 통제하는 방법을 알아봤습니다.
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