索阅 100例 首 页| 资 讯| 下 载| 论 坛| 博 客| Webinar| 高 校| 杂 志| 会展| EETV| 百科| 问答| 电路图| 工程师手册| Datasheet

EEPW首页 > 百科 > 降噪耳机

降噪耳机


贡献者:dolphin    浏览:556次    创建时间:2014-06-11

降噪耳机  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。

  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。

  因为我们所听到的声音不只一个频率,而是由很多种不同频率的声音混合而成,同时这些声音的频率和振幅还在不断的变化着。因此,在对噪声信号进行采集之后,必须在同一时间完成不同频率信号的解析和生成同步反相信号这个步骤。

  只有这样才能实现降低噪声,否则时间间隔过长就起不到降噪的作用了,甚至还会增大噪声。这是因为外界噪声的频率突然发生变化,但耳机解析噪声和生成同步反 相信号的速度不够快,从而生成的信号没有在反相时及时与噪声信号叠加抵消,而是在同向时发生了叠加,使噪声信号不仅没有被消减,反而加强了。可见,降噪耳 机的关键是降噪电路的实时处理能力,而高端降噪耳机的优势也在于此。

  事物具有两面性,降噪耳机也是如此。我们首先需要明白的是,降噪这一过程并不是在电路内部就消除噪声,而是一个声音的空间合成效果。从降噪电路的工作原理 我们也知道,就是产生一个频率相同、相位相反的新噪声,通过叠加进而最大限度的抵消环境噪声,利用的是声学上的“掩蔽效应”。

  因此,所谓的降噪只是听觉上的声波抵消,噪声在电路内部是无法消除的。只能把抵消噪声的信号混合进音频信号里,通过仅有的一个单元发出音乐信号,并同时发 出降噪信号。但如此一来问题就产生了,如果降噪系统设计得不完美的话,用于降噪的声音和环境噪声没有相互抵消而是产生了叠加,就不是降低噪声,而是将其增 强了。

  事实上,降噪电路不可能完美工作得总是能实时应付各种层出不穷的噪声,总会有处理不好的时候。所以厂商的研发就是需要解决这样的问题:即使有新噪声突然出现,也能将降噪电路的负面影响降低到最小,降低到我们的耳朵感觉不明显的程度。

  对于用户而言,降噪耳机的局限体现在两个方面。一是降噪耳机需要电源驱动,这样就额外增加了耳机的重量,并不是每个人都希望耳机上挂一个电池盒的;另一方 面,对于追求完美的耳机发烧友来说,降噪设计可能是他们无法接受的,因为任何对声音的修饰都意味着破坏了他们心目中的“原汁原味”。

  但换一个角度来看,降噪耳机本来就是一个权宜之计,如果不是没办法,谁希望在噪声中听音乐呢?当然,对于在噪声中工作的人来说,降噪设计的好处是显而易见 的。比如飞行员的通话系统,在噪声比较固定以后,降噪电路的优势就可以完全发挥了。所以对于降噪耳机而言,无法简单地评判是好是坏,关键在于你所处的环境 是不是真正需要它。

  1.音量不可太大,一般为能听得清楚,耳朵无不适感为佳。

  2.单次听音时间不可太长。最好听一段时间休息一下。

  3.不要刻意选择噪声大的环境去体验降噪耳机。因为噪声越大,消除噪声需要的音量也大,对耳朵的刺激也会加重。

  4.切忌在户外活动(如骑车、驾车、步行穿越公路)时使用降噪耳机,毕竟人身安全应被放在首位。



如果您认为本词条还有待完善,需要补充新内容或修改错误内容,请编辑词条     查看历史版本

开放分类
    

参考资料

贡献者
dolphin    


本词条在以下词条中被提及:

关于本词条的评论共:(0条)
匿名不能发帖!请先 [ 登陆 ]