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什么是降噪?降噪耳机是什么?

作家相片: 坂本ユウスケ坂本ユウスケ

已更新:2024年10月22日



什么是噪声抑制?为什么耳机需要做噪声抑制?


噪声抑制是通过各种方法减少或消除不需要的背景噪音的过程。这通常有两种大致的类型来实现噪声抑制:

  1. 被动噪声抑制:通过物理方法(如隔音材料)阻挡外界噪音,比如我们使用入耳式耳机或耳塞,即使我们没有播放任何声音,我们也能感到由于耳塞或海绵的阻隔,从外界传入耳朵中的背景声音或者说外界噪音有明显的减少,使得背景声音更加纯净。被动噪声抑制通常对高频声音效果更好。



  2. 主动噪声抑制(ANC):它使用一种消除噪音的机制,通过连接到耳机或头戴式耳机的麦克风收集噪音,生成与该声音信号相反相位的声音信号,并将其相加。如果您在嘈杂的环境中(例如火车上或繁忙的道路附近)佩戴耳机或头戴式耳机听音乐,外界的噪音会使听音乐变得困难。主动噪声消除用于抑制这种噪声。


为什么TWS(真无线)耳机尤其注重主动噪声抑制?


事实上,由于TWS耳机便携的特性,自然是不如头戴式耳机有很大的空间放置发声模块。搭载ANC技术,降低噪音也是提升主观听感的一种非常可靠的手段。


  • 提高音乐细节感知: 降低背景噪音后,我们能更容易捕捉到音乐中的细微细节,如乐器的质感、音色的变化等。

  • 增强空间感: 没有外界噪音干扰,音乐的空间感和定位感会更加明显,让听感更加立体和沉浸。

  • 改善动态范围: 噪音会掩盖音乐的轻柔部分。降噪后,我们能更好地感受到音乐的动态变化,从最轻到最响。

  • 提升情感体验: 减少干扰后,我们能更深入地感受音乐所传达的情感,获得更佳的听觉享受。



什么是ANC?ANC是如何实现的?


ANC的反相波抵消的原理

首先,声音是一种由于空气压力变化而传播的波。 如图所示,通过在该声波上叠加 180 度相反且相位相反的声波,可以抑制声音。 这就是降噪的原理。


在这里我制作了一个可视化的demo,你可以点击下放的连接直观的查看反向波是怎么进行抵消进行主动噪声抑制的。




ANC的实现方式


主动噪声抑制(ANC)主要有三种方法。它们是前馈法、反馈法和混合法。而Airpods Pro这样的高端TWS降噪耳机,会使用混合法,通过多个麦克风来实现主动噪声抑制


  1. 前馈法



耳机外部安装有麦克风,麦克风拾取外部声音并消除噪音。


前馈法的特点是可以在较宽的频带上浅层地去除噪声。


从对音乐信号的影响来看,前馈方法只是简单地拾取外部噪声并添加一个相反相位的信号来去除噪声,因此原则上对音乐信号没有影响。


通过对外部噪声应用数字滤波器来生成已消除噪声的信号。



  1. 反馈法


耳机内部安装有麦克风,通过观察外部声音如何泄漏并到达耳膜来消除噪音。


反馈法的特点是麦克风靠近耳膜放置,通过精确采集到达耳膜的噪声,可以更准确地测量传递函数,从而可以更深入地去除噪声。


就对音乐信号的影响而言,反馈方法还收集再现的声音并进行噪声去除处理,从而导致音乐的低音衰减。


因此,需要预先将音乐信号的低频提升一定量的衰减量。这可能会导致信噪比较差并对音质产生不利影响。



  1. 混合法



通过将前馈法和反馈法相结合,两者的混合方法可以让您利用这些特性。


然而,由于需要在外部和内部安装麦克风,因此麦克风的数量增加。此外,还必须考虑麦克风的位置,这会影响外壳设计。


对音乐信号的影响以及实际设计时的注意事项与上述两种方法相同。


设计难度较大,因为需要同时建立前馈法和反馈法。



ANC的营销方式?如何选择您的降噪耳机

您见过配备ANC的耳机标有“最大降噪 XX dB”作为ANC性能吗?


或者买数值表现好的ANC耳机吧?没有我想象的那么多,对吧?你有过这样的感觉吗?


值“最大XX dB”被用作营销要素之一。


换句话说,它是一个清晰传达产品价值的指标。



据说数字越高,噪声抑制性能越好,但正确理解这个数字的含义很重要。


首先,这个数字是一个代表“某个频率的峰值”的数字,而并没有代表整体的降噪水平。


换句话说,它是演奏特定频率的纯音时出现的性能最大值。


但想一想,这个值好,并不一定意味着在实际噪声环境下听觉效果就高。


事实上,这种符号被用作传达 ANC 价值的指标,因为它简单且易于理解。


当您想要选购降噪耳机,我的建议是寻找当地的顺电或期望耳机进行实际视听。因为耳机是一个非常私人的设备。不仅仅是噪声表现,更重要的是佩戴舒适度和实际听感。

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