耳机降噪原理分析 anc降噪

耳机降噪原理分析 anc降噪科技飞速发展,随之而来的不只有便利快捷的生活方式,噪音污染更是当代社会不可忽视的问题。对此国家虽然出台了一系列相关标准,对噪音也有着明确的要求,但是围绕在日常生活中的各式噪音却依旧不可避免——来自于汽车、飞机的交

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

科技飞速发展,随之而来的不只有便利快捷的生活方式,噪音污染更是当代社会不可忽视的问题。对此国家虽然出台了一系列相关标准,对噪音也有着明确的要求,但是围绕在日常生活中的各式噪音却依旧不可避免——来自于汽车、飞机的交通噪音;来源于建筑工地以及器械运行的工业噪音;还有大街小巷广告宣传、嘈杂喧闹的生活噪音......

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

噪音对人体的危害不可小觑,在持续性的强噪音环境下,不仅会影响人们的睡眠质量,还会损坏人们的听力,甚至会对人们的神经系统造成损伤,如头晕、头昏等现象,进而产生一些不可逆转的危害。

于是人们选择使用耳机来隔绝噪音。但普通的耳机只能够通过物理降噪或者提高音量的方式来掩盖噪音。殊不知这样不仅无法聆听优美的音乐,对于自身的听力还会产生一定的负面作用,这时,降噪耳机的出现就显得尤为重要。不过面对此类设备,人们也总会带着质疑,害怕自己交的是一份智商税。那不如一起来分析一下吧!

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

能够有效降低外界噪音的耳机被称之为降噪耳机,根据设计原理主要分为两大类,即主动降噪与被动降噪两种形式。

被动降噪耳机

被动降噪耳机成本较低,是最容易实现的一种降噪技术,它在日常生活中较为常见,例如与人耳紧密耦合的入耳式耳机,还有将人耳罩住的头戴式耳机......但无论是入耳式还是头戴式,耳套都是影响其被动降噪能力的重要因素

被动降噪耳机的降噪原理简单粗暴,主要是通过物理隔绝或者利用耳机的特殊结构尽量吸收阻挡噪音。也因为这一点,在材料使用方面会选择高密度隔绝材料,因此耳机会略显沉重,长时间佩戴会对舒适度产生一定影响。而且其局限性较大,被动降噪耳机主要针对的是高频噪音污染,对于800Hz以下以及更低频段的噪音污染而言,若想达到最佳理想效果会需要付出较高的成本,同时耳机内部的降噪材料也会更重,进而失去了实用意义。

主动降噪耳机

主动降噪耳机可以完全解决被动降噪耳机所存在的问题,主要实现在消除低频短噪音污染这种情况。其内部具有一个用来消除噪音的系统......

要知道声音是由一定的频谱与能量所构成,主动降噪耳机的原理就是,内部系统收集噪音并进行分析,再通过内置电路处理主动产生一个频谱与所要消除噪音完全一样且相位相反的声音,让其在特定空间内与噪音进行叠加干扰并消除。

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

现阶段根据主动降噪耳机的工作原理及设计结构,可以将其分为反馈式以及前馈式两种类型。而无论是前馈式还是反馈式主动降噪耳机都包含了一个传声器以及次级声源——

传声器负责收集噪音,部分复合式的主动降噪耳机还会有两个传声器,一个用于收集外部噪音,被称为参考传声器,另外一个用于收集内部噪音,被称为误差传声器。针对主动降噪耳机的实际应用场景需求,传声器应具备体积小、灵敏度髙、频响好等特点。

次级声源主要是指各种类型的扬声器,它主要是将电能转化为声音并且能够将声能辐射岀去。

真降噪还是智商税?降噪耳机是怎么实现降噪的

前馈式主动降噪耳机的外部传声器通常面向外部,通过耳机的透声孔收集外部的环境噪音。当外传声器收集到噪音信号后通过ANC控制电路将其传输给次级声源,没有反馈回路。不过它对于稳定的噪音会发挥岀良好的降噪效果,但是应用范围就会受到极大的限制,通常也只会出现在低端耳机产品之中。

反馈式主动降噪耳机的内传声器在耳机的内部,通常会置于耳道入口处。当内传声器收集到进入耳机的噪音后,会通过ANC降噪处理电路产生相位相反幅度相当频率相等的次级声信号,最后传输至次级声源,通过次级声源释放出相位相反的噪音,进而实现主动降噪操作。反馈式主动降噪耳机的内传声器通常会在次级声源附近,能够较为真实的反应出听觉附近所感受到的噪音,因此降噪的效果也会更好,只是内部的结构会相对复杂一些。

在众多主动降噪耳机产品中,相关技术品质是保障主动降噪效果的重要因素,当然除了质量之外,价格及兼容性也是消费者所需要考虑的重要问题。

参考文献:

[1]郑保宾, 唐文其. 耳机被动降噪特性分析[J]. 电声技术, 2020, 44(3):4.

[2]师瑞文. 主动降噪耳机的技术分析[J]. 电子世界, 2019(11):2.

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