【導(dǎo)讀】快節(jié)奏已經(jīng)是每個人生活的常態(tài)，開放式的辦公環(huán)境、上下班通勤路上、出差旅途中……我們無時無刻不被噪音污染影響著。于是乎隨著科技的發(fā)展，耳機(jī)這個看著很普通的設(shè)備，已經(jīng)從最開始滿足能聽的需求，到現(xiàn)在降噪成為許多上班族的剛需。我們想要有一款耳機(jī)，幫助我們逃離噪聲的干擾，尋求自己的獨立空間，尋求聆聽的音樂更加純粹，但你真的了解“降噪”么？經(jīng)常聽到的主動降噪耳機(jī)，工作原理又是什么呢？
快節(jié)奏已經(jīng)是每個人生活的常態(tài)，開放式的辦公環(huán)境、上下班通勤路上、出差旅途中……我們無時無刻不被噪音污染影響著。于是乎隨著科技的發(fā)展，耳機(jī)這個看著很普通的設(shè)備，已經(jīng)從最開始滿足能聽的需求，到現(xiàn)在降噪成為許多上班族的剛需。我們想要有一款耳機(jī)，幫助我們逃離噪聲的干擾，尋求自己的獨立空間，尋求聆聽的音樂更加純粹，但你真的了解“降噪”么？經(jīng)常聽到的主動降噪耳機(jī)，工作原理又是什么呢？
其實，降噪這個概念并不是耳機(jī)廠商先提出的。早在1933年，一個叫PaulLueg的德國人，就提出了主動降噪技術(shù)的理論原理，并申請了專利：通過使用揚聲器和麥克風(fēng)，使聲波受到相反聲波的影響，來消除噪音。
我們知道聲音是一種波，簡單來說就是，當(dāng)兩列相反方向傳遞的波相遇時，在一列波的波峰與另一列波的波谷交匯處，兩者將會相互抵消。于是，兩個聲音的疊加在理論上可以形成無聲。這就好比俄羅斯方塊一樣，一個凹型噪音，耳機(jī)就發(fā)出一個對稱的凸型，兩者疊加起來便可消除。這個理念奠定了降噪耳機(jī)的基礎(chǔ)發(fā)展方向，并影響至今。
了解完降噪耳機(jī)的起源后，我們再來具體了解一下降噪的原理。降噪耳機(jī)從降噪的實現(xiàn)方式上分為主動降噪和被動降噪兩種，而我們說的降噪耳機(jī)的降噪功能，多指主動降噪。 要說清楚主動降噪，我們先來了解什么是被動降噪。被動降噪耳機(jī)成本較低，是最容易實現(xiàn)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，這就類似被動降噪。其原理是使用被動器件物理特性來起到降噪隔音效果，如硅膠耳帽、頭戴皮套等。這個方法很簡單粗暴，難點是在于選取吸引好的聲學(xué)材料來制造耳罩、耳塞，以及減少漏音。所以被動降噪一般只能減少15-25分貝的中高頻噪音，而低頻噪音依然會通過縫隙進(jìn)入耳朵，產(chǎn)生聲音共振。
而主動降噪的過程大致是這樣的，首先環(huán)境噪聲被降噪麥克風(fēng)采集到，再通過主動降噪芯片處理后，生成一反向180°相位的聲波，通過耳機(jī)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(yīng)聽到的環(huán)境噪聲，從而達(dá)到降噪的目的。根據(jù)主動降噪耳機(jī)的工作原理及設(shè)計結(jié)構(gòu)，可將其細(xì)分為前饋主動降、反饋主動降噪和混合主動降噪三種，而不論哪種都包含了一個傳聲器以及次級聲源。
傳聲器負(fù)責(zé)收集噪音，部分復(fù)合式的主動降噪耳機(jī)還會有兩個傳聲器，一個用于收集外部噪音，被稱為參考傳聲器，另外一個用于收集內(nèi)部噪音，被稱為誤差傳聲器。次級聲源主要是指各種類型的揚聲器，它主要是將電能轉(zhuǎn)化為聲音并且能夠?qū)⒙暷茌椛鋵缛ァ?nbsp;
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(jié)構(gòu)的信號處理過程為：外置傳聲器拾取參考噪聲信號，然后送入DSP內(nèi)部進(jìn)行自適應(yīng)處理，自適應(yīng)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(jié)構(gòu)的信號處理過程為：內(nèi)置傳聲器拾取進(jìn)入耳機(jī)內(nèi)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(nèi)部進(jìn)行自適應(yīng)處理，自適應(yīng)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疊加，該類控制系統(tǒng)結(jié)合了前饋和反饋的優(yōu)點，其系統(tǒng)不可避免的會變得很復(fù)雜。
前饋式（左）和反饋式（右）ANC耳機(jī)結(jié)構(gòu)圖 雖然主動式降噪的原理看似簡單，但是在實際生產(chǎn)過程中會面臨一系列的問題，比如風(fēng)噪的處理、降噪耳機(jī)的負(fù)壓效應(yīng)、播放音樂時漏音被降噪MIC拾取、降噪算法的優(yōu)化等問題，所以想要做好其實是很難的，這也是市面上頂級主動式降噪耳機(jī)賣那么貴的原因。
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