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降噪耳机原理

  • 作者:James
  • 来源:http://www.jaskeyworld.com/
  • 发布日期:2017-03-09

耳机降噪的方法有两种,主动降噪和被动降噪。

主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,将噪音中和,从而实现降噪的效果。主动式降噪耳机带有与外界噪声抗衡的降噪电路它们大部分采用体积较大的头戴式设计,可利用耳塞棉和耳机外壳等构造阻挡外界噪声,进行第一轮隔音,同时也为了有充足的空间安装主动降噪电路以及电源。

Active noise cancelling bluetooth earphone_04.jpg

被动式降噪耳机主要通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。由于噪声没有经过降噪电路芯片处理,一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果不明显。

降噪耳机最早主要用于航空行业,飞机发动机的噪音在生理上对人类造成了严重的影响,所以各国的军事部门率先开始研发并使用降噪耳机。随着民用航空的发展,随之而来的就是降噪耳机进入民用领域。这也就是为什么大家会发现很多降噪耳机的包装盒上会印有“飞机”。 在耳机圈子里,有一个不知从何时开始的普遍认知,那就是“降噪耳机”的音质不好。

有关降噪耳机的音质解析:

1、最早的降噪耳机是以“降噪”为初始目的,满足音质清晰即可,所以音质并不是很重要;

2、虽然降噪耳机开始民用,但初始的研发目的并没有改变,降噪仍然是首要目标,所以降噪耳机给人们造成了音质不好的印象。

主动降噪耳机的工作原理,比较学术的讲法就是声音是一种压力波,由压缩部分和稀疏部分构成,减噪扬声器发射出与原声波振幅相同,相位相反的声波,这两种波会发生干涉,叠加合成新的声波,从而相互消除。这就是相位抵消。

wired wooden earphones_01.jpg

现代主动控噪耳机是通过模拟电路或数字信号处理来实现的。合适的算法能够分析出背景中听得见和听不见的噪音,接着通过一种特定的算法产生信号,与原信号相位偏移或相反。这种相位反向的声波放大到与原信号振幅成比例后相叠加,产生相消干涉。这样就有效地减小了背景噪音。

降噪扬声器可以与噪声源放在一起,减轻噪音。这种情况下,降噪扬声器的音频功率必须与噪声源相同。或者,发射减噪信号的传感器也可以安放在不希望出现噪声的位置。这就需要一种低功率的消音装置,但它能有效地为单一用户减轻噪声。减噪在其他位置上消除并不容易,因为三维的噪声波前会与减噪信号发生干涉,噪声会在某些地方减轻,却在其他地方增强。在狭小的封闭的环境里(比如火车的卧铺小房间),整体噪声可以利用多个扬声器、反馈式麦克风以及密闭空间中的动态响应测量,从而达到噪音消除的效果。