
可有效降低环境噪声的耳机被我们称为降噪耳机。客观来说,几乎所有耳机在设计之初都考虑到了如何降低外界噪声,但降噪耳机却在降低噪声方面进行了更多的考虑,有着更突出的表现。
降噪耳机按照原理主要分为两种:一种是被动降噪(Passive Noise-Cancelling)耳机,另一种是主动降噪(Active Noise-Cancelling )耳机。所谓被动降噪耳机,就是通过耳机上的隔音材料或者是特殊的结构,尽量隔绝噪声。
以前我们介绍过的入耳式耳塞和大耳罩设计的耳机,都可以划分为被动式降噪耳机。即便下面我们研究的主动式降噪耳机,也都加入了被动降噪耳机的设计。当然,这些并没有严格的界限,因为目的只有一个:如何更有效的降低环境噪声。
而主动降噪耳机,是在耳机中设置了专门的降噪电路。一般通过音频接收器(如微型麦克风)和抗噪声输出芯片,通过接收、分析外界噪声的频率并产生与其相反的频率,相互减弱或抵消,从而达到屏蔽噪声的目的。
主动降噪耳机从开始运作到人耳听到声音的过程,总共可分为几个步骤-首先,由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中/低频噪声 (比如100Hz~1000Hz);接下来,将噪声信号传至降噪电路,降噪电路进行实时运算;在降噪电路处理完成后,产生的信号通过扬声器发生与噪声相位 相反、振幅相同的声波来抵消噪声;最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。
简而言之,就是利用微型麦克风采集噪声,通过降噪电路将噪声相位反相180度,并产生对应的抗噪声相互抵消。一般来说,主动降噪耳机的是效果非常明显的。
简单来说,就是个噪声采样过程。这也是专业音频处理软件有效去除持续稳定的背景噪声的方法之一。其原理就是对噪声的波形样本进行取样以后,在后期的处理中对整段素材的波形和采样噪声样本分析,自动去除噪声。
在实际听音过程中,我们听到的所有声音都能分解为不同波长和振幅的声波信号,并可用波形图像表示出 来。当降噪耳机通过麦克风采集到环境噪声以后,传给降噪电路对噪声波形进行分析,然后实时产生振幅相同、相位相反的波形进行抵消。抵消之后的声音振幅(能 量)就降低了,原来听起来很吵的噪声就会变小,而倘若两个声波振幅刚好相等的话,噪声就会完全消失。
通过加入同步反相信号消除噪声就是降噪技术的基本原理。可是从实际来说,恰好完全抵消的情况很难实现,但在进行有效的减弱以后,人耳已经不是很敏感了。降噪的原理虽然很简单,但是实际的情况要复杂很多。