主动降噪耳机是怎么工作的?

作者:浮夸的晓编 分类:科技 发布于:2014-3-23
  你还在为长途旅行中的引擎声烦恼吗?作者给我们带来了一款主动降噪耳机。价格不菲的降噪耳机到底值不值这个价呢?作者为我们全方位解剖降噪耳机背后的工作原理。有兴趣的话,不妨看看。

  我最近经常出差,飞机引擎的嗡嗡声实在是令人讨厌。虽然我有一副比iphone原配耳机的降噪功能更好更舒服的耳机,但我一直在犹豫到底要不要买一副主动降噪耳机。

  虽然我明白耳机工作的物理原理(以及相关的数学知识,特别是三角学),但是我还是很怀疑这款耳机是否能廉价而有效地为飞行常客减轻周围的噪音。

  出于对这副高额耳机的好奇,我询问了一些飞行常客的感受。他们对这种耳机都表达了极大的热情,所以我就做了进一步地调查。当我听说博泽为太空梭中的宇航员发明了一款主动降噪耳机,我不由地心动了。我就等着出现一款廉价而大小合适的耳机了。

  最终,我找到了一款价格合理的主动降噪的耳机来做研究,我想给《科学美国人》的读者找段视频来解释这款耳机的工作原理,想不到我只找到了唯一的一段。它来自于詹姆斯·梅(James May)的节目《挤压大脑(Head Squeezes)。虽然他完全忘记了“相消干涉”这一术语,他还是成功地解释了这款耳机背后的技术。

  当然,你只要简单地谷歌一下,就能找到有很多网站解释这些耳机的工作原理。不过,如果你不介意多看一些物理术语的话,维基百科解释得更好一点。

  声音是一种压力波,是由压缩部分和稀疏部分构成。减噪扬声器会发射出与原声波振幅相同,相位相反的声波。这两种波会发生干涉,叠加合成新的声波,相互消除。这就是相位抵消。

  现代主动控噪是通过模拟电路或数字信号处理来实现的。合适的算法能够分析出背景中听得见的和听不见的噪音,然后再通过一种特定的算法产生信号,与原信号相位偏移或相反。这种相位反向的声波放大到与原信号振幅成比例后相叠加,产生相消干涉。这样就有效地减小了背景噪音。

  降噪扬声器可以与噪声源放在一起,减轻噪音。这种情况下,它的音频功率必须与噪声源相同。或者,发射减噪信号的传感器也可以安放在不希望出现噪声的位置。这就需要一种低功率的消音装置,但它能有效地为单一用户减轻噪声。减噪在其他位置上消除并不容易,因为三维的噪声波前会与减噪信号发生干涉,噪声会在某些地方减轻,而在其他地方增强。在狭小的封闭的环境里(比如卧车上的小包厢),整体噪声可以利用多个扬声器、反馈式麦克风以及密闭空间中的动态响应测量,达到消除的效果。

  最后,我通过科技咨询点评选择了一款。我也在福布斯上发现了一款最新的解释。主动降噪值这个价吗?