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耳機降噪效果由什麼決定
耳機降噪效果由什麼決定
更新时间:2024-04-27 22:43:58

相信你也已經擁有一台降噪耳機了吧?

不得不說行業與品牌在近幾年都開始了瘋狂内卷,降噪耳機無論是在技術還是形态上都得到了飛速發展。從最初的頭戴式到如今的 TWS 真無線,降噪的門檻在逐步降低,而與此同時産品的性價比也在不斷提高。

随着真無線藍牙耳機的逐步普及,大衆對于降噪的需求隻增不減,在工作生活的多場景中,降噪耳機随處可見。我們喜愛這種技術帶來的靜谧與沉浸式體驗,不過當要說回到産品本身,你真的了解降噪耳機嗎?或者說耳機中的降噪,究竟是咋回事?

耳機降噪效果由什麼決定(我們說的耳機降噪)1

* 倍思Bowie M2

降噪的方式

目前的耳機實現降噪的方式主要有兩種:被動式降噪(Passive Noise Control,PNC)與主動式降噪(Active Noise Control,ANC)。

被動式降噪:

其實也就是我們說的物理降噪。僅通過耳機外形和入耳式天生的隔絕性,緊貼耳朵創造一個相對密閉的空間,以此來達到降噪的目的。也就是說耳機本身不通過技術手段參與噪聲消除,利用本身外部材質與内部填充,堵塞聲音進入耳道,比如頭戴式的大耳罩。

耳機降噪效果由什麼決定(我們說的耳機降噪)2

* 倍思 Encok 頭戴式藍牙耳機 D02 Pro

這是最常見的降噪手段,或者說任何耳機,都具有一定的被動降噪能力,隻不過不那麼明顯,更不能和主動式降噪相提并論了。想要擁有較為優秀的被動式降噪體驗,對廠商的結構設計能力與用料選材等都是考驗。

主動式降噪:

Apple 的 AirPods Pro,Sony 的 WF-1000XM4,Bose 的 QC 30,倍思的 Storm3 等,這些都是主動式降噪耳機的代表,在這其中你可以看見多種形态:入耳式、頸挂式以及半入耳式,當然經典頭戴式我們無需多言。

主動式降噪是相對于被動式而言,它指的是通過技術手段,将采集到的噪音聲波進行反向消除,以此達到抵消噪音實現安靜聆聽的效果。

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* 倍思Bowie E9

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* 倍思 Storm3

主動降噪的原理

聲音的本質是波的一種,它具有一定的頻譜,這其實已經向我們指明了消噪的手段,隻要能夠發出與噪音完全相反波形的聲波,那麼理論上噪音就能夠被中和,我們就聽不到那些幹擾的聲音信息了。

因此主動降噪的原理是:通過高靈敏度麥克風采集周圍噪音,内部處理器計算生成再藉由揚聲器發出一個與噪音完全相反的聲波,呈 180° 的兩種聲波互相抵消,以此達到降噪的目的。

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* 圖源網絡

主動降噪的效果為什麼更明顯?那是因為它能夠更加精确地分辨噪音,有針對性地将其在傳入耳道前中和,隻留下我們想聆聽的聲音信息,比如耳機播放的音樂。這對耳機的内置處理器與算法都有一定的要求,降噪的效果也因此分高低。

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* 倍思 Bowie WM05

主動降噪的類型

我們已經知道主動降噪的原理,它有着關鍵的第一步是聲學麥克風對噪音的采集,由此主動降噪依據麥克風的位置區别,分為:

  • 前饋式降噪:麥克風位于耳機外側,暴露于噪音中
  • 反饋式降噪:麥克風位于耳機揚聲器(喇叭)附近
  • 雙饋式降噪:同時有多個麥克風,前饋與反饋的結合

前饋式拾取外部噪音,相對比較容易實現,反饋式拾取的噪音更接近于耳道,理論上消除的效果會更好,不過由于麥克風位于揚聲器附近,會受到耳機發出聲音的影響,因此對于算法的要求會更高。

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* 倍思 SIMU S1

雙饋式降噪對于噪音的拾取将會更加精準且更全面,能夠達到更好的消噪效果,目前較為高端的降噪耳機都是結合了多種消噪方式(被動、前饋、反饋),在某些機型上你甚至可以看到 4 個、6 個麥克風的組合方式。

随着技術的成熟與在不同形态上的不斷探索,相應地也會出現更多開拓性的方案,其目的都是為了讓用戶能夠擁有更完善的體驗。我們前面提到的倍思 Storm3 就是一個很好的例子。

在它身上,倍思專門研發設計了創新性的「倍思 U 型聲學導管結構」,相比傳統的耳機内部聲學導管,加長了喇叭發聲至麥克風收聲的傳遞路徑,讓耳機的高頻響應更低,聲音底噪更低,從而達到更加出色的降噪體驗——

不壓耳,依舊降噪。

耳機降噪效果由什麼決定(我們說的耳機降噪)8

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* 倍思 Storm3

降噪的效果與影響

其實在主動降噪之中還可以再進行細分,那就是自适應與非自适應 ANC。

在以往由于芯片不夠強大,很難實現實時的複雜計算,因此非自适應 ANC 占據主流。不過随着技術的迅速發展,如今 ANC 控制器也能夠被數字化了,所以我們現在才會看到,主動降噪的強度可以被調節,在 App 中就可以實現控制。

耳機降噪效果由什麼決定(我們說的耳機降噪)10

* 倍思 Storm1

另一方面,降噪耳機主要是對于低頻噪音的處理,高頻與人聲不佳,當然不能否認的是,其效果也可能随耳機的定位與價格而定。高頻噪音仍然得依靠傳統隔音機制(即被動降噪),理論上來講,真正要完全消除高頻噪音,感應器和麥克風必須置放于聽者鼓膜旁,故技術上來說不可行。

那麼降噪耳機有什麼缺點嗎?

當然是有的。

首先,佩戴感受因人而異。我們知道聲音是一種波,降噪耳機為了抵消噪音會主動發出反向聲波,聲波的存在就會在耳内密閉環境形成耳壓,這就是為什麼我們在開啟主動降噪時耳朵感受到「腫脹壓迫」的原因,這種感受對于部分人來說其實不太愉快。

相對而言,這種不适在半開放式主動降噪耳機上會有較為明顯的改善,隻不過相應地降噪的效果有所犧牲。倍思 Storm3 采用半入耳式的佩戴,沒有軟膠耳塞,不會過于深入耳道,大大減少壓迫與腫脹的不适感,同時也解決了部分用戶佩戴難的問題。

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* 倍思 Storm3

也正是在佩戴上能夠給予更為輕松且舒适的反饋,半入耳式就成為了更多人的偏愛類型。如果你是更側重于自身舒适佩戴感的體驗,在降噪上可以适當妥協但又有需求,毫無疑問,倍思 Storm 3 将「正中你的下懷」。

其次,主動降噪對于音質有所影響。由于耳機揚聲器會發出額外的聲波用于抵消噪音,這就會産生聲音細節丢失的情況,多少都會有影響,不過我們說技術總是在不斷前進,如今主動降噪耳機的音質表現也得到了非常大的提升,在未來我們也會看到更多優秀的産品。

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* 倍思 Bowie WM05

這是我們今天讨論的關于降噪耳機其背後的技術與原理,希望你對降噪有了更深的了解。

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