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认识主动式降噪耳机的原理

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发表于 2020-7-14 12:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
提起主动式降噪耳机,你会想起什么?有人说是Apple。自AirPods Pro真无线耳机诞生后,这类主动式降噪耳机多了人关注,亦见到愈来愈多耳机厂投入这个范畴,降噪耳机肯定是未来的一大趋势。你有无需要使用降噪耳机呢?今次就先了解一下主动式降噪耳机的原理。
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30 年代已出现降噪技术

早在1934年,德国发明家Paul Lueg申请了一项专利,关于用相位推进波抵消管道中的正弦波,消除在喇叭周围的声音,这被誉为是最早关于降噪技术的专利。而在1950年代,美国人 Lawrence Jerome Fogel 发明了主动式降噪技术,并获得多项相关专利,当时要在直升机驾驶舱进行清晰通话是非常困难的事,这些专利有效消除直升机产生的噪音,让通话变得清晰。在1980年代,美国音响公司Bose的创办人Amar Gopal Bose博士,推出全球第一款主动式降噪耳机,当时只是卖给军队和航空业。直至2000年,才推出首个民用消费级耳机产品,名为QuietComfort 1,往后10年,Bose可说是领先业界,提到主动式降噪耳机,相信大家第一时间会想到他们的QuietComfort系列耳机。时至今日,头戴式降噪耳机最广为人知的就是Bose和Sony。
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在1980年代,Bose创办人Amar Gopal Bose发明了全球第一款主动式降噪耳机。(Bose官方图片)
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当初的主动式降噪耳机只是卖给军队和航空业。(Bose官方图片)
主动式降噪技术的运作原理
先要清楚知道,主动式降噪技术的原理并非把噪音消除,而是透过耳机上的收音咪接收环境噪音,然后利用内置的降噪芯片,产生出与噪音的反向声波,从而抵消环境的噪音。主动式降噪技术有3种,分别是前馈式、反馈式、混合式,可谓各有特色。

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前馈式降噪(Feed-Forward ANC)
前馈式是最早出现的降噪技术,至今仍广泛应用在主动式降噪耳机身上。将降噪收音咪置于耳机外侧,能够最直接收取周围环境的噪音,然后透过降噪芯片产生出与噪音反向的声波来互相抵消。
反馈式降噪(Feedback ANC)
与前馈式刚好相反,降噪收音咪会设于耳机内侧,能将耳朵接收到的声音与讯源,透过反馈算法识别出噪音并产生抗噪的声波。但这种降噪方式,对于抑制 1 至 2kHz 高频噪音的能力确实有限,成效不如前馈式降噪。一般来说,这种反馈式不会单独应用在耳机产品上。
混合式降噪(Hybrid ANC)
最后要说的是混合式降噪,即是结合了前馈式和反馈式两种方式,耳机的外侧和内侧均设有降噪收音咪,提供最佳的降噪质素。由于技术门槛高,成本也增加,通常中高阶耳机才会使用,代表作有Apple AirPods Pro和Sony WF-1000XM3。
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主动式降噪耳机的未来?
头戴式降噪耳机一直以来不乏捧场客,但产品的周期更新不算频密,一般情况下几年升级一次。另一边厢,自Apple AirPods Pro推出后,降噪风潮直卷入真无线耳机范畴,平则几百有交易,贵则二千多元。在选购真无线耳机时,发现多了人会问,有无主动式降噪功能?无疑已成为消费者关注度最高的数码产品之一,或者有朝一日,主动式降噪会变成耳机的标准配置。现今的真无线耳机足够应付街上、巴士或办公室日常的扰人噪音;但入耳式始终不及头戴罩耳式,如在飞机上使用的话,由于飞机的引擎声音太大,难以与罩耳式有相同的降噪水平。

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Apple AirPods Pro 再次掀起大家对主动式降噪耳机的兴趣。(Apple官方相片)
总结
降噪技术会令音质变差!

不少有接触过主动式降噪耳机的人,都说降噪耳机会令音质变差,没错的,因为降噪芯片要同时发出声波去抵消环境噪音,对音质或多或少会有影响。虽然现时降噪技术的发展已很成熟,大部分都没有「抽真空」的异样感觉,但是,对于追求高音质的听众,若开启降噪模式后,有些细节确实会被掩盖,这是不争的事实。

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