【導讀】快節奏已經(jīng)是每個(gè)人生活的常態(tài)，開(kāi)放式的辦公環(huán)境、上下班通勤路上、出差旅途中……我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不被噪音污染影響著(zhù)。于是乎隨著(zhù)科技的發(fā)展，耳機這個(gè)看著(zhù)很普通的設備，已經(jīng)從最開(kāi)始滿(mǎn)足能聽(tīng)的需求，到現在降噪成為許多上班族的剛需。我們想要有一款耳機，幫助我們逃離噪聲的干擾，尋求自己的獨立空間，尋求聆聽(tīng)的音樂(lè )更加純粹，但你真的了解“降噪”么？經(jīng)常聽(tīng)到的主動(dòng)降噪耳機，工作原理又是什么呢？
快節奏已經(jīng)是每個(gè)人生活的常態(tài)，開(kāi)放式的辦公環(huán)境、上下班通勤路上、出差旅途中……我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不被噪音污染影響著(zhù)。于是乎隨著(zhù)科技的發(fā)展，耳機這個(gè)看著(zhù)很普通的設備，已經(jīng)從最開(kāi)始滿(mǎn)足能聽(tīng)的需求，到現在降噪成為許多上班族的剛需。我們想要有一款耳機，幫助我們逃離噪聲的干擾，尋求自己的獨立空間，尋求聆聽(tīng)的音樂(lè )更加純粹，但你真的了解“降噪”么？經(jīng)常聽(tīng)到的主動(dòng)降噪耳機，工作原理又是什么呢？
其實(shí)，降噪這個(gè)概念并不是耳機廠(chǎng)商先提出的。早在1933年，一個(gè)叫PaulLueg的德國人，就提出了主動(dòng)降噪技術(shù)的理論原理，并申請了專(zhuān)利：通過(guò)使用揚聲器和麥克風(fēng)，使聲波受到相反聲波的影響，來(lái)消除噪音。
我們知道聲音是一種波，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，當兩列相反方向傳遞的波相遇時(shí)，在一列波的波峰與另一列波的波谷交匯處，兩者將會(huì )相互抵消。于是，兩個(gè)聲音的疊加在理論上可以形成無(wú)聲。這就好比俄羅斯方塊一樣，一個(gè)凹型噪音，耳機就發(fā)出一個(gè)對稱(chēng)的凸型，兩者疊加起來(lái)便可消除。這個(gè)理念奠定了降噪耳機的基礎發(fā)展方向，并影響至今。
了解完降噪耳機的起源后，我們再來(lái)具體了解一下降噪的原理。降噪耳機從降噪的實(shí)現方式上分為主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪兩種，而我們說(shuō)的降噪耳機的降噪功能，多指主動(dòng)降噪。 要說(shuō)清楚主動(dòng)降噪，我們先來(lái)了解什么是被動(dòng)降噪。被動(dòng)降噪耳機成本較低，是最容易實(shí)現的一種降噪技術(shù)，可以想象成在嘈雜的環(huán)境中，用雙手捂住耳朵的行為，這就類(lèi)似被動(dòng)降噪。其原理是使用被動(dòng)器件物理特性來(lái)起到降噪隔音效果，如硅膠耳帽、頭戴皮套等。這個(gè)方法很簡(jiǎn)單粗暴，難點(diǎn)是在于選取吸引好的聲學(xué)材料來(lái)制造耳罩、耳塞，以及減少漏音。所以被動(dòng)降噪一般只能減少15-25分貝的中高頻噪音，而低頻噪音依然會(huì )通過(guò)縫隙進(jìn)入耳朵，產(chǎn)生聲音共振。
而主動(dòng)降噪的過(guò)程大致是這樣的，首先環(huán)境噪聲被降噪麥克風(fēng)采集到，再通過(guò)主動(dòng)降噪芯片處理后，生成一反向180°相位的聲波，通過(guò)耳機揚聲器傳播到人耳道，與噪聲產(chǎn)生相位差180°，抵消掉人耳本應聽(tīng)到的環(huán)境噪聲，從而達到降噪的目的。根據主動(dòng)降噪耳機的工作原理及設計結構，可將其細分為前饋主動(dòng)降、反饋主動(dòng)降噪和混合主動(dòng)降噪三種，而不論哪種都包含了一個(gè)傳聲器以及次級聲源。
傳聲器負責收集噪音，部分復合式的主動(dòng)降噪耳機還會(huì )有兩個(gè)傳聲器，一個(gè)用于收集外部噪音，被稱(chēng)為參考傳聲器，另外一個(gè)用于收集內部噪音，被稱(chēng)為誤差傳聲器。次級聲源主要是指各種類(lèi)型的揚聲器，它主要是將電能轉化為聲音并且能夠將聲能輻射岀去。
對于前饋式，其噪聲采集傳聲器比次級聲源揚聲器更靠近于噪聲源。這種控制結構的信號處理過(guò)程為：外置傳聲器拾取參考噪聲信號，然后送入DSP內部進(jìn)行自適應處理，自適應處理生成的反相噪聲經(jīng)次級聲源發(fā)出；而對于反饋式，其噪聲采集傳聲器比次級聲源揚聲器更靠近于人耳。這種控制結構的信號處理過(guò)程為：內置傳聲器拾取進(jìn)入耳機內部的原始噪聲和次級聲源發(fā)出的反相噪聲的混合噪聲信號，然后送入DSP內部進(jìn)行自適應處理，自適應處理生成的反相噪聲再經(jīng)次級聲源發(fā)出；而混合式則是前饋和反饋的一個(gè)疊加，該類(lèi)控制系統結合了前饋和反饋的優(yōu)點(diǎn)，其系統不可避免的會(huì )變得很復雜。
前饋式（左）和反饋式（右）ANC耳機結構圖 雖然主動(dòng)式降噪的原理看似簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )面臨一系列的問(wèn)題，比如風(fēng)噪的處理、降噪耳機的負壓效應、播放音樂(lè )時(shí)漏音被降噪MIC拾取、降噪算法的優(yōu)化等問(wèn)題，所以想要做好其實(shí)是很難的，這也是市面上頂級主動(dòng)式降噪耳機賣(mài)那么貴的原因。
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