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降噪耳机

降噪耳机

降噪耳机是指通过物理或者电子手段达到消除噪音的目的的一种耳机。

二十世纪八九十年代博士 ( Bosc)推出了首款降噪耳机，降噪耳机的设计初衷是为飞行员所准备的,降低飞机发动机噪音有利于信息便捷准确的传达,甚至对于他们的休息是有很大的好处的。具备降噪功能的耳机，在耳机内部设有一个小巧的拾音器检测外界传来的低频噪音，再传输至音频信号处理电路。其后,信号处理电路会产生一个相位与其相反的低频信号传输给扬声器，扬声器发出相反的声音，从而抵消外界的噪音。降噪耳机可分为被动式降噪和主动式降噪两种。主动降噪耳机用电子设备对周围的噪音进行收集和处理，由于整个降噪过程是一个运算的过程,对耳机的音质是肯定会发生影响的。被动降噪耳机的工作原理与主动降噪利用咪头、电子滤波器、喇叭产生反相信号和外界噪声相互抵消不同,被动降噪是利用耳机结构体阻隔声传播,进而减小到达人耳的噪声。

降噪耳机发展迅速，截止2021年，中国降噪耳机生产厂家已有300家左右，2019年中国国内降噪耳机产值达到将近214亿，同比增长了73.58%，占到了耳机行业总产值的30.9%。

发展历程

降噪耳机并非为民用设计,而是用于特种行业的,为常年工作在巨大噪声环境下的人们而设计。降噪耳机是一种通过内置的算法来达到消除外界噪音的耳机,跟普通耳机来说本质上无异,只是功能上略有差别。

产品发展

博士 ( Bosc)公司由美国工程学教授Amar G. Bose于 1964年创立）自20世纪80年代起就一直处于降噪耳机技术的领先地位，1978年其创建人Amar Bose博士在飞往欧洲的飞机上，发现飞机引擎的噪声影响了他听音乐。此后大概10年，博士 ( Bosc)推出了首款主动降噪耳机，这种耳机采用主动噪声控制，不同于一般耳机的被动隔声。

1979年，索尼推出的Walkman随身听把耳机从室内带到了户外。这是全球第一款便携式随身听设备，耳机从家用产品变成了个人便携式产品。它解除了人们听音乐的场景限制。其后二十年，Walkman成为移动场景播放设备的统治者。戴上耳机意味着时尚，意味着可以在任何地方建立不受打扰的私人空间。

1989年，博士 ( Bosc)推出全频噪音消除技术的耳机产品,主要对象为飞行员和地勤人员，特点是既保护听力,又能够提供更好的音质。采用博士 ( Bosc)专利的主动降噪技术和TriPort声学结构，可在消除低频的同时,通过TriPort技术补偿低音效果，其设计充电电池模式，必须有电才可以启动。

日本铁三角(Audio Technica)公司于在2007年推出了首款主动式降噪耳机ATH-ANC7，采用名为‘QuictPoint”的有源反向降噪技术，在高噪音的环境内提供一个舒适的聆听空间。方法是在耳机两边的耳罩上分别设有一个微型拾音器,接收到环境噪音后,通过内部的对冲电路来降低噪声，同时也可以不使用电池，选择无源模式当一般耳机使用。

工作原理

主动降噪的工作原理

主动降噪耳机,由于具有最先进的电子设备对周围的噪音进行收集和处理,所以降噪效果明显好于被动降噪耳机。不过,由于整个降噪过程是一个运算的过程,对耳机的音质是肯定会发生影响的,这是因为主动降噪耳机必须有电源供给,就算是有部分产品可以脱离电源独立使用,那么音质有可能变得更加糟糕。

被动降噪耳机的工作原理

与主动降噪利用咪头、电子滤波器、喇叭产生反相信号和外界噪声相互抵消不同,被动降噪是利用耳机结构体阻隔声传播,进而减小到达人耳的噪声。受限于延时等物理因素制约,目前在耳机上使用的主动降噪技术主要衰减低频噪声,起作用的频段一般在1 kHz以下,更高频的噪声需要依赖耳机的被动降噪进行衰减。配合主动降噪,合理设计耳机的被动降噪特性,可以使耳机对不同频段的噪声都能起到较好的抑制作用,从而更好地保护处于各种各样噪声环境下的人们的听力。

降噪耳机特点

被动降噪技术对高频信号隔绝效果很好，对中低频噪声降噪效果不好，而我们生活中的噪声大多是中低频段，因此被动降噪效果非常有限。目前降噪效果好的耳机一般都是混合型降噪，即同时利用主动降噪技术和被动降噪技术。被动降噪技术，主要是通过包围耳朵形成封闭空间来隔绝外界环境，或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。这种隔音效果完全是采用物理结构实现的，造价一般较为低廉。被动式降噪一般可使噪声降低大约为15～20 分贝。主动降噪不只是使用隔声材料，而是先通过内置的麦克风收集外界的噪声，再通过处理器分析，产生反相的声波抵消噪声，因此降噪效果比被动式耳机好。

无论是主动降噪还是被动降噪，两种耳机均不是十全十美的，都有其缺点。被动降噪耳机，是通过耳机上的隔声材料或是特殊的结构，尽量隔绝噪声，典型产品有入耳式耳塞和全罩耳式耳机，这类产品由于过于严密的设计，长期佩戴会使耳朵胀疼，过大的声压甚至还会对听力造成影响。主动降噪耳机也存在缺点，比如需要使用电池供电;有些降噪耳机在低频噪声下会出现过载现象;应对快速变换的噪声可能失效(无法做出快速有效的噪声消除)；引起另一种形式的“丝丝”声，使用环境有局限性(比如在马路上使用），有可能忽视了危险行驶的。