TWS降噪耳機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)降噪的？

1 降噪的原理

降噪耳機(jī)的原理：三個(gè)器件（拾音器、降噪芯片、揚(yáng)聲器）協(xié)同作用的結(jié)果。

降噪麥克風(fēng)（拾音器）。麥克風(fēng)通常放置在耳罩的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，負(fù)責(zé)聆聽和檢測(cè)物理結(jié)構(gòu)無法隔離的外部聲音。

降噪處理器（NCP）。采集到聲波后，NCP就開始解析噪聲的聲學(xué)成分，然后將原來傳入的聲波產(chǎn)生180°反轉(zhuǎn)，以抵消環(huán)境中的低頻噪聲（傳入的聲音是正向的，傳出的聲音是180°反轉(zhuǎn)的）。

揚(yáng)聲器。用戶聽到的聲音在最后從揚(yáng)聲器中播出時(shí)，用戶聽到的聲音就已經(jīng)是降噪中和的音樂。

降噪器產(chǎn)生的反向聲波會(huì)和正常的音樂一起傳入耳機(jī)的揚(yáng)聲器中。雖然反向聲波會(huì)以破壞性的方式去除噪音，但請(qǐng)放心，不會(huì)影響正常音樂的音樂聲波。

2 主動(dòng)降噪vs被動(dòng)降噪之3大降噪耳機(jī)類別

(1)隔音耳機(jī)(物理降噪耳機(jī))

英文叫Passive Noise Cancellation或Noise Isolatin g，通過物理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及耳部的封閉程度，設(shè)計(jì)成緊貼耳朵，達(dá)到降噪效果的耳機(jī)，或稱為 "被動(dòng)降噪耳機(jī)""物理降噪耳機(jī)"。由于制造工藝比主動(dòng)降噪耳機(jī)簡(jiǎn)單，基本上市面上銷售的耳機(jī)99%都是隔音耳機(jī)，如：監(jiān)聽耳機(jī)、游戲耳機(jī)等，只要沒有主動(dòng)降噪的耳機(jī)都屬于這一類。

(2)降噪耳機(jī)(防噪、消噪耳機(jī))

英文叫Noise Cancellation，而主動(dòng)降噪耳機(jī)則是帶有主動(dòng)降噪功能的耳機(jī)。耳機(jī)頂部的降噪麥克風(fēng)用來檢測(cè)外界噪音，順著外界噪音的正方向，降噪處理器產(chǎn)生反向聲波。聲波相互抵消，達(dá)到主動(dòng)降噪的效果。主動(dòng)降噪耳機(jī)除了自身的物理被動(dòng)降噪效果外，再加上主動(dòng)降噪效果，可以有效消除環(huán)境噪聲，因此越來越受到人們的青睞。

(3)自適應(yīng)降噪

英文叫Adaptive Noise Cancellation。嚴(yán)格來說，自適應(yīng)降噪耳機(jī)也是主動(dòng)降噪耳機(jī)的一種。用戶可以通過按鍵或環(huán)境感知的方式來調(diào)節(jié)降噪程度。市面上一些具有 "智能降噪等級(jí)調(diào)節(jié)""環(huán)境音 "等切換功能的高端降噪耳機(jī)，成本通常比較高。即使是SONY的高級(jí)降噪耳機(jī)，也可以通過手勢(shì)感應(yīng)區(qū)在環(huán)境模式和降噪模式之間切換。在擁擠的環(huán)境中，可以快速切換到環(huán)境音模式與人交談，或者感知周圍環(huán)境的聲音，降低降噪系數(shù)，提高安全性。

3 主動(dòng)降噪的技術(shù)類型

(1)前饋降噪

降噪麥克風(fēng)位于耳罩外。麥克風(fēng)比聽眾先接收到聲音，降噪芯片開始處理噪音，并產(chǎn)生相反的輸出聲波，最終將處理后的信號(hào)送到耳機(jī)頂部的揚(yáng)聲器，再給聽眾聽。

優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)辂溈孙L(fēng)比聽眾更早地接收到噪音，它有更多的時(shí)間做出反應(yīng)并產(chǎn)生反向聲波。所以前饋式降噪更適合降低1-2Khz的高頻噪音。

缺點(diǎn)：前饋降噪的缺點(diǎn)是不能聽到自己的反向聲波，所以適應(yīng)性、可調(diào)節(jié)性較差。這種降噪方式會(huì)自動(dòng)假設(shè)聽眾不會(huì)聽到任何噪音，而認(rèn)為降噪結(jié)束。如果聽者不小心把右耳或左耳放錯(cuò)了位置，或者戴耳的角度很奇怪，那么副作用就是會(huì)加強(qiáng)某些頻率的某些噪音。

此外，前饋降噪只能處理小范圍的頻率。特別是1kHz左右的噪聲可以明顯降低，但1kHz以下的噪聲處理需要加強(qiáng)。主要原因是前饋降噪麥克風(fēng)離外界較近，所以對(duì)風(fēng)噪比較敏感。(2)反饋式降噪

(2)反饋式降噪

降噪麥克風(fēng)位于耳罩內(nèi)，揚(yáng)聲器前方，因此反饋麥克風(fēng)可以跟隨聽眾進(jìn)行最終的降噪處理。.

優(yōu)點(diǎn)：由于麥克風(fēng)聽到的聲音與聽眾相同，反饋降噪麥克風(fēng)能更快地適應(yīng)變化并糾正信號(hào)。反饋降噪可以處理很寬的頻率范圍，即使聽眾佩戴的耳機(jī)不正確或沒有完全覆蓋耳朵也可以處理。反饋降噪在可接受的范圍內(nèi)依然可以正常工作。

缺點(diǎn)：對(duì)高頻的處理能力較差，對(duì)1-2kHz頻段的噪音處理能力相對(duì)于前饋降噪較弱。如果降噪設(shè)計(jì)得不好，當(dāng)揚(yáng)聲器太近時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生令人不舒服的高顫音。所以反饋降噪耳機(jī)的設(shè)計(jì)師很重要! 設(shè)計(jì)師必須考慮到麥克風(fēng)所接收到的 "噪音和音樂"，否則再好的低頻聲音也可能被過濾掉。。

(3)復(fù)合降噪，即Hybrid ANC "混合ANC"

復(fù)合降噪麥克風(fēng)會(huì)放在耳罩的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，兩邊各一個(gè)，所以兩只耳朵就有四個(gè)。作為前饋或反饋的兩倍降噪單元。

優(yōu)點(diǎn)：具備前饋和反饋降噪的優(yōu)點(diǎn)，復(fù)合降噪可以處理大部分頻率，并能快速調(diào)整和修正信號(hào)。對(duì)于聽眾佩戴耳機(jī)的各種方式，不會(huì)對(duì)降噪效果產(chǎn)生太大的影響。

缺點(diǎn)：因?yàn)樗袃?nèi)外兩個(gè)麥克風(fēng)，所以麥克風(fēng)的數(shù)量是前饋或反饋的兩倍，它需要更專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來設(shè)計(jì)降噪耳機(jī)。因?yàn)閮杀兜慕翟臌溈孙L(fēng)會(huì)造成過多不必要的 "白噪聲 "被包含在內(nèi)。這是所有復(fù)合降噪麥克風(fēng)都要面臨的聲學(xué)、降噪、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題。由于技術(shù)發(fā)展的門檻，復(fù)合降噪耳機(jī)大多時(shí)候價(jià)格較高。

4 降噪信號(hào)方案：數(shù)字降噪vs 模擬降噪

在設(shè)計(jì)降噪耳機(jī)時(shí)，大多數(shù)工程師會(huì)希望使用數(shù)字降噪系統(tǒng)來處理噪音并產(chǎn)生反向聲波。數(shù)字降噪系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，即使在耳機(jī)制作完成后，軟件也可以進(jìn)行調(diào)整，但這可能會(huì)帶來一些問題。例如，數(shù)字降噪系統(tǒng)通常需要更多的功率，所以耗電量較大。

(1)數(shù)字降噪

數(shù)字降噪系統(tǒng)有一些延遲，因?yàn)樾盘?hào)處理需要快速，有時(shí)跟不上。由于傳入的噪音需要先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再進(jìn)行降噪處理，再傳輸?shù)蕉鷻C(jī)的揚(yáng)聲器上，這樣就會(huì)有30ms左右的延遲。雖然這聽起來并不是一個(gè)很大的延遲，但在降噪這件事上，它有可能造成很大的后果。

(2)模擬降噪

模擬降噪需要更專業(yè)的工程師對(duì)耳機(jī)進(jìn)行調(diào)校，大部分會(huì)有更好的降噪效果。模擬降噪耳機(jī)有更好的續(xù)航能力，對(duì)噪音的反應(yīng)也會(huì)更快。

5 佩戴方式？入耳vs 真無線vs 耳罩

雖然我的回答主要是介紹耳罩式降噪耳機(jī)，但我會(huì)介紹三種因?yàn)榕宕鞣绞蕉由斐鰜淼亩鷻C(jī)佩戴方式。

降噪耳機(jī)根據(jù)佩戴方式的不同，一般分為耳罩式降噪耳機(jī)、入耳式降噪耳機(jī)和真無線降噪耳機(jī)。從降噪效果來看，耳罩式降噪耳機(jī)的降噪效果是最好的，因?yàn)樗梢酝耆采w聽眾的耳朵! ，所以在物理被動(dòng)降噪方面也是相當(dāng)不錯(cuò)的。不過，由于耳罩式降噪耳機(jī)往往比較笨重，所以有些用戶可能會(huì)選擇前兩種降噪耳機(jī)來換取便攜性。

貼耳式降噪耳機(jī)比耳罩式降噪耳機(jī)更舒適，但降噪效果卻沒有那么好。

入耳式降噪耳機(jī)由于直接深入耳道的關(guān)系，，所以配合ANC的降噪效果也是相當(dāng)不錯(cuò)的，攜帶非常方便! 但有些用戶不喜歡入耳式降噪耳機(jī)的干擾感，覺得不舒服。

降噪效果：耳罩式>入耳式 >貼耳式 >真無線

舒適程度：真無線>入耳式>貼耳式>耳罩式

6 購買降噪耳機(jī)的考量因素

(1)降噪效果如何

除了所有耳罩式耳機(jī)都具有的被動(dòng)降噪效果外，在購買前，對(duì)主動(dòng)降噪效果的評(píng)估還應(yīng)該考慮到降噪芯片、降噪方式(前饋式?反饋式?復(fù)合式?)是采用模擬式還是數(shù)字式降噪方案? 佩戴方式(入耳？耳罩? 貼耳？）這些因素都會(huì)大大影響降噪效果。

一般來說，復(fù)合降噪+數(shù)字降噪+耳罩式耳機(jī)的組合效果最好。

(2)音質(zhì)水平

音質(zhì)水平對(duì)耳機(jī)的影響，最直接的就是聲學(xué)設(shè)計(jì)和腔體結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)單元的大小。主觀因素方面，耳機(jī)調(diào)音師對(duì)耳機(jī)EQ出廠時(shí)的調(diào)音也很重要，是強(qiáng)調(diào)重低音？是均衡化？這個(gè)比較主觀，所以對(duì)EQ的聲音特征有要求。聽眾一定要自己測(cè)試才能準(zhǔn)確。

除了耳機(jī)本身，音源也是一個(gè)極其重要的因素，所以不要買了好耳機(jī)就忘了音源。音源是否無損，音頻格式是什么？音頻輸出設(shè)備是否能夠傳輸高質(zhì)量的音源也很重要。

(3)有線無線通用

耳機(jī)是否支持3.5mm AUX音頻輸出也是可以考慮的因素，一來藍(lán)牙降噪耳機(jī)如果斷電了，可以用線來聽音樂，二來3.5mm音頻孔對(duì)傳輸?shù)乃p率較低，所以音質(zhì)會(huì)更加細(xì)膩。一般來說，如果是支持有線3.5mm的藍(lán)牙降噪耳機(jī)，還是選擇藍(lán)牙降噪耳機(jī)比較好。除此之外，3.5mm音頻線也會(huì)影響音質(zhì)，但這同樣是比較小的影響，就不多說了。

（4）是否可以折疊，方便攜帶？

雖然耳罩式耳機(jī)相對(duì)來說比較笨重，但帶有收納功能的轉(zhuǎn)軸式設(shè)計(jì)就方便多了，可以更好的利用空間，在外出、旅途中都可以使用。出行也方便很多，如果你喜歡耳罩式耳機(jī)，不妨優(yōu)先考慮一下是否折疊因素哦。

（5）佩戴風(fēng)格（耳機(jī)類型）、佩戴舒適度

主要有三種類型。On-ear、Over-ear、In-ear（貼耳、耳罩、入耳）。根據(jù)佩戴方式的不同，三種不同類型的耳機(jī)會(huì)有不同的降噪表現(xiàn)，一般Over-ear的降噪效果最好。而In-ear是最舒適的，但降噪效果不如Over-ear，所以需要看好了再買。研究一下哪種最適合自己哦。

（6）廠家配件

如果考慮到使用支持3.5mm的藍(lán)牙降噪耳機(jī)的場(chǎng)景，很多商旅人士都需要將其帶上飛機(jī)。這時(shí)航空轉(zhuǎn)接頭就相當(dāng)方便了，因?yàn)樵陲w機(jī)上一般不能打開藍(lán)牙。有了航空轉(zhuǎn)接頭，可以將降噪耳機(jī)連接到飛機(jī)的多媒體播放器上，開啟降噪功能，在飛機(jī)上就可以按照標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)使用。所以出廠配件有無3.5mm音頻線、航空轉(zhuǎn)接頭、旅行收納盒等都是考慮因素。

（7）續(xù)航和充電

降噪耳機(jī)一般至少要有20小時(shí)以上的續(xù)航時(shí)間才行，出差加上等飛機(jī)，再加上換車的時(shí)間，至少要10小時(shí)以上，搭配好一點(diǎn)的類別與降噪芯片，可以更有效的控制功耗。

例如，TaoTronics的SoundSurge系列藍(lán)牙降噪耳機(jī)就開發(fā)了Rapid Charge & GO快充功能，充電5分鐘即可使用2小時(shí)，45分鐘內(nèi)完成充電使用30小時(shí)，我想這是把手機(jī)的QC 3.0、PD充電移植到耳機(jī)上的一個(gè)概念，所以我想充電速度也是現(xiàn)在時(shí)間寶貴情況下的一個(gè)考慮。

（8）1連2配對(duì)(多點(diǎn)技術(shù))

藍(lán)牙耳機(jī)是否支持 "1對(duì)2"，也就是俗稱的 "1拖2"，即藍(lán)牙耳機(jī)可以同時(shí)與兩個(gè)設(shè)備配對(duì)(比如兩部手機(jī)，或者一部手機(jī)和一臺(tái)電腦)，并且能夠在多臺(tái)配對(duì)設(shè)備之間同時(shí)切換音源。這種技術(shù)在藍(lán)牙的情況下被稱為 "多點(diǎn)技術(shù) "或 "多點(diǎn)連接"。一些編輯，或者是多任務(wù)處理者，都需要這種技術(shù)，多臺(tái)設(shè)備之間的音頻切換會(huì)更加方便和高效。雖然我覺得多點(diǎn)技術(shù)不是剛需，但是有這項(xiàng)技術(shù)對(duì)耳朵上的藍(lán)牙耳機(jī)絕對(duì)是一大加分項(xiàng)哦!