认识主动式降噪耳机的原理

ibepro

7 Z8 M7 T5 J; F  M) \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。
1 o, D1 j: X0 W6 [; w( g

1 d. [, r7 ~9 D) Y# S) j
( M$ |8 l( r* w+ }4 ^& N9 M4 T' a! `30 年代已出现降噪技术


5 o9 {" x# i9 d; `
$ |( S' C  U; U) i' d# k, h/ m; d1 S/ `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。
* T" H4 M! X2 g  M- r



! x3 G' B! Y2 H) Q! k6 @, X: U
) z* L9 D! t3 F$ ^4 Y' [
* V. z9 Q5 n* n6 h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）
  k3 C+ i. a/ V% T, j3 W9 W
- ]5 N- v1 _( `$ ?  }8 f


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）
0 w; U/ G. y# }

5 g; s  p$ B  X- i
) R0 n" @* F5 ?' h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。
4 @, k/ ^+ }7 M: ]; y
$ }8 {* k( Q' s* e2 x( o. P' e



+ {! c( F0 R8 L. S. A$ @
5 R) N3 n& D- Z3 U前馈式降噪（Feed-Forward ANC）
. ]9 d6 A7 B, J& F& q

9 L( X/ `  q8 x5 p6 L2 P1 O
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。



5 Y# s3 z6 Z9 `8 T反馈式降噪（Feedback ANC）
9 r1 ?9 j7 e( V3 v" q$ Y: a
7 y" G7 J6 @/ o( [) T+ W
+ O3 }2 n$ Y: h4 k3 S
! ^& c/ H9 t( F( P. |# j6 y9 r0 z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。

- N. `: J2 Y  l6 x/ J! R
" x/ ]8 X6 i: ?& T
9 }/ k( A8 g: q; g/ G9 j. [混合式降噪（Hybrid ANC）
0 Y+ K; j% V# ^2 `. X6 n7 a- |# a
8 H. J/ Q' w* Q' t. y! A
. `; M/ K7 I1 O. ~
; Z6 n; [8 H  f& q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。

7 z+ V3 h2 u- |4 g( \


  V9 c2 m. n6 i6 F! Q
: f4 i6 |& g. w) l) q- J8 H
( I0 _9 W7 }4 k' ?7 W主动式降噪耳机的未来？

; X- J/ P: V7 o" I

8 ]+ N: x# ~, r6 m& ?$ d# a0 G6 D, F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。
& U. p/ U2 L: _$ o+ g
6 }% @  H; D, u( z9 [


& Z- `  ~+ L4 k8 ^
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）
0 g, ]" v& _. B4 k7 ^5 H9 P9 r
9 u8 w! M$ B2 ^6 ?1 p  y+ _
1 Y" Q6 f0 m: Z, m9 l9 e
: Q4 h0 r; W. w( R8 r总结
8 r4 O; M2 s) `: d# V; `
降噪技术会令音质变差！

) R$ ^& v; |$ c& ]' i- Z
0 r; o2 N, E8 {9 J: t( D1 T
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。