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浅解析降噪耳机技术

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发表于 2015-12-10 10:31:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
降噪耳机,什么是降噪耳机?无疑,从字面解释就是可以降低噪音的耳机,而降噪耳机又可分为“主动降噪”及“被动降噪”耳机。降噪耳机可以消除环境噪音,为耳机使用者提供安静平和的听音环境,并且可以避免因为环境噪音的干扰而不得不提升音乐音量的行为,对人耳的听力起到了一定的保护作用。
被动降噪:
在谈论主动降噪之前,我们先来说说被动降噪。被动降噪是使用塑料、泡沫、编制网等复合材料的组合,达到单纯的物理降低噪音的方式的统称,如我们经常在电视上看到的美军军用耳机,又或是机场地勤人员所使用的那种超大耳罩的耳机,基本都是被动降噪耳机。
被动降噪的耳机主要就是靠良好的密闭性以及材料特性将噪音拒之门外,但被动降噪一般只能针对500Hz以上更高频的声音,尤其是对于在1KHz以上的噪音,大部分封闭式耳机都会表现出一定的被动降噪能力,但想要获得更好的降噪效果,以及对低频率噪音进行处理,需要付出极大的代价(材料学的研究可是个大工程哦!)
由于被动降噪对于很多低频率噪音无能为力,这也就促成了主动降噪的发展。
注:图片源于互联网
你是否需要降噪耳机?
如果你是商务人士,或者是那种经常乘坐飞机的朋友,相信对于飞机噪音应该有着切身的体验,乘坐飞机之所以会那么累,与长时间处于噪音环境中有着极大的关联,发动机的轰鸣声除了会对人类听力造成损伤以外,同样会对人类的整个生理环境产生极大的影响,进而导致心理上及脑力上的厌烦及疲劳等现象,长久如此,就会出现疲倦、易累,影响工作效率,长期下去会引起失眠、耳鸣多梦、疲劳乏力、记忆力衰退等症状。所以,这个时候,如果有主动降噪耳机的出现,就可以很好的避免这些情况的发生。
为啥降噪耳机一直不温不火?
如上文所说,既然主动降噪耳机有着那么大的好处,但为啥这么多年来降噪耳机在市场上却总是那么不温不火呢?
其实自从主动降噪耳机由专业专为民用开始,它一直是个小众的市场,首先就是那些需要长期乘坐飞机的人并没有那么多,虽然近年来主动降噪耳机有进入一般消费市场的趋势,但其主要的宣传依然是与飞机捆绑在一起,与一般消费者的距离还是较大。
不过近年来有一个好的趋势是,在一些耳机产品当中,降噪功能已经成了标配,比如UE、BEATS、魔声等品牌在头戴类耳机当中已经普及了降噪功能,虽然这些品牌不是主打降噪效果,并且与几个老牌耳机厂商的降噪水平有所差距,但也许这就是降噪技术真正开始进入平民百姓家的开始。
主动降噪耳机分类
一、前馈式主动降噪:将麦克风暴露在噪声中,并且与喇叭隔离
二、反馈式主动降噪:将麦克风放置在尽可能接近喇叭的地方
三、前馈与反馈结合式:同时有两个麦克风,一个与喇叭隔离,另一个与喇叭接近
主动降噪工作模式:
1、麦克风采集噪音信号
2、函数G(w)对信号进行运算处理,并将信号并行到音乐信号之中(需要设计人员对可能出现的噪音噪音进行声学分析,根据可能传播到耳朵当中的噪音的频率、相位及振幅变化,建立函数G(w))。
3、由喇叭发出带有噪音的反向声波的音乐(在播放音乐的同时对外部噪音进行中和处理)。
一、前馈式主动降噪设计:如图中所示,前馈式设计是将麦克风与耳机喇叭单元隔离开来(就是将麦克风的声音采集点设计在耳机腔体表面),确保喇叭产生的声波对麦克风的影响最小。这种设计为最直接的噪音采集方式,麦克风采集噪音信号之后,通过传递函数函数G(w)处理,通过喇叭发出反向声波,中和噪音。
二、反馈式主动降噪设计:如图中所示,反馈式主动降噪将噪音采集麦克风设计在了喇叭附近,相对于前馈式,反馈式所采集到的噪音更接近于人耳所能听到的噪音,但是这种设计的一大缺点就是麦克风无法很好的分辨喇叭发出的声音及噪音的区别,如果音乐当中出现与噪音类似的声音,也会被识别为噪音,被进行处理,这在一定程度上造成了音乐的失真,如何避免这一现象,是体现各个厂商设计实力的所在。

三、前馈与反馈结合式:如图中所示,这种方式就是集合以上两种降噪设计,拥有两个麦克风,这种设计除了会增加物料成本以外,对于函数G(w)的建立也是一个不小的挑战,不过目前市面上已经有不少这类降噪耳机产品。
总结:虽然笔者上面的介绍较为简洁,但降噪技术可真心没这么简单,想要做好一款真正实用的降噪耳机产品,对很多厂商来说是一件很头疼的问题,这也是为什么市面上你能见到的降噪耳机产品一般较贵的原因之一(销量小也是原因之一)。
耳机拆解观降噪技术应用
为了给大家更为直观的感受,笔者找来了市面上一些可见的主动降噪耳机产品,将它们做了简要的拆卸,把它们按照降噪方式进行分类。
前馈与反馈结合式:
森海赛尔PXC450:
图中小孔为PXC450前馈麦克风,左下为内部构造
PXC450反馈麦克风
Sony MDR-1RNC:
图中长形小孔MDR-1RNC前馈麦克风
MDR-1RNC反馈麦克风
赛尔贝尔G18
G18前馈麦克风
G18反馈麦克风
PHIATON PS300NC:
金属网为PS300NC前馈麦克风位置
中部金属为PS300NC反馈麦克风
反馈式主动降噪设计
AKG K495NC:
K495NC反馈麦克风
哈曼卡顿 NC:
NC反馈麦克风
由于UE6000采用了粘合耳垫,所以即使简易的拆解也不可得,不过其耳机外部没有麦克风孔洞,所以可以认定为属于反馈式主动降噪设计。
另外,在降噪耳机领域,最有名的当属BOSE品牌,笔者并没有得到其降噪耳机实体,通过网络图片可以发现,其具有前馈麦克风,作为名气最大的降噪耳机产品,笔者猜测其也应该为前馈与反馈结合式降噪设计。

通过拆卸可以发现,这些耳机当中没有单纯的采用前馈式主动降噪技术的耳机产品,这可能说明了单纯的前馈式降噪技术的实用价值较低,至于单纯的反馈式前馈与反馈结合式降噪孰优孰劣,笔者不得而知,虽然结合的方式可能看似高级,但真正的实用价值有多高,是否在降噪水平上能够超越反馈式降噪,这些需要更为专业的测量。


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哎呦,不错哦
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发表于 2016-4-8 12:07:12 | 显示全部楼层
不错不错
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发表于 2016-8-16 17:37:12 | 显示全部楼层
不错哦。结合的是不是效果很好?
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发表于 2016-8-26 18:19:01 | 显示全部楼层
  8月25日下午,为期4天的第一届“锋刃”国际狙击手射击竞赛在武警部队高岭训练基地成功落幕。

  当天,此次竞赛完成最后一个综合战斗狙击课目——“凯旋”。至此,第一届“锋刃”国际狙击手射击竞赛全部12个课目比赛宣告结束。

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发表于 2016-10-26 13:35:34 | 显示全部楼层
本公司现也在开发降噪耳机,寻求实力方案公司合作
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