主动降噪 :应用在耳机降噪的方法之一

更新时间:2024-09-20 13:34

主动降噪是一种降噪技术,是应用在耳机降噪的方法之一。而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。它的原理是所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反就可以将这噪声完全抵消掉。

降噪方法

降低噪音通常所采用的三种降噪措施,即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪,都是被动的。为了主动地消除噪声,人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是:所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反(相差180°),就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是:从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来,有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。

声音是由物体振动产生的,而振动在弹性介质中的传播形式就是声波,处于一定频率范围内(20~20000Hz)的声波作用于人耳就产生了声音的感觉。噪声(noise)通常定义为“不需要的声音”(unwanted sound),是一种环境现象。人一生都暴露在有噪声的环境,噪声也是一种由人类各种活动产生的环境污染物。振动(vibration),是物体(或物体的一部分)沿直线或曲线并经过平衡位置所作的往复的周期性运动。它广泛存在于自然界和工程界。

既然振动是噪声之源,现在减振降噪实践中,通过解决振动就可以有效解决噪声问题。在常见的噪声治理中,金属薄板振动如空气动力学机械的管壁,机器的外壳,车体和船体等一般均由薄金属板制成,当设备运行时,这些薄板都会产生振动,进而辐射噪声,象这类由金属板结构振动引起的噪声称之为结构噪声。对于这种金属板辐射噪声的有效控制方法,一是在设计上,尽量减少其噪声辐射面积,去掉不必要的金属板面;二是在金属结构上涂敷一层阻尼涂料,利用阻尼材料抑制结构振动、减少噪声,这种方法我们称之为阻尼减振(vibration damping),便是一种主动的降噪技术。

降噪耳机

降噪耳机,采用主动噪音控制,不同于一般耳机的被动隔音。其原理为:

1. 先由安置于耳机内的讯号麦克风侦测耳朵能听到的环境中低频噪音 (100 ~ 1000Hz)(目前已经可以到3000Hz)。

2. 再将噪声讯号传至控制电路,控制电路进行实时运算。

3. 通过 Hi-Fi 喇叭发射与噪音相位相反、振幅相同的声波来抵消噪音。

4. 因此噪音就消失听不见了。

主动降噪耳机价格昂贵,但是一般效果优秀,佩戴舒适。但是需要独立电池供电,大多数被动降噪耳机可以不耗电使用(也不主动降噪)。

相关运用

主动降噪在汽车中的运用:

凯迪拉克是率先将主动降噪技术运用于汽车领域的品牌。2013年一季度在国内上市的凯迪拉克XTS豪华轿车,其Bose 5.1环绕声高级音响系统具备主动降噪静音系统(ANC),用车内麦克风采集噪音样本,经系统分析处理之后,由车载音响的扬声器播放相反的音频,以抵消噪音波,营造更安静的车内氛围。

参考资料

戴耳机为何对听力具有杀伤力?.m.toutiao.com.2022-05-17

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