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主动降噪

主动降噪

中文名 主动降噪
别名 ANC,ANR
英文名 Active Noise Cancellation,Active Noise Control,Acive Noise Reduction
名词解释

主动降噪,英语名称有 Active Noise Cancellation、Active Noise Control,或者 Acive Noise Reduction,一般缩写为 ANC 或 ANR,是一种根据指定的噪音发出完全相反的声波,让两种声波在相遇时互相抵销,从而把该噪音隔除的降噪方法。

主动降噪可以细分为前馈主动降噪、反馈主动降噪,以及前馈加上反馈的混合主动降噪,也有部分厂商称之为“双反馈主动降噪”。根据控制方式,主动降噪又可以分为自适应和非自适应主动降噪,目前市面上的主流主动降噪耳机都是由数字芯片实现的主动降噪。

主动降噪系统的主要声学硬件有位于耳机外部的前馈麦克风、耳机单元、朝向耳道内部的反馈麦克风,以及数字芯片。前馈麦克风用来测量环境噪声,反馈麦克风用来检测戴上耳机后耳机和人耳之间的噪声。由于 测量-生成信号-消除 的过程存在一定的时延,所以主动降噪技术针对波长较长、变化缓慢、具有一定周期性的声音效果更好。另外由于麦克风在极低频下的准确度下降严重,旗舰降噪耳机常用的反馈式主动降噪系统最能发挥能力的频段位于 20-1000Hz。更高频的部分通常则是用自适应反馈式主动降噪进行 offline 仿真,同时辅以心理声学模型进行降噪,效果会弱于能够实时反馈的低频区,容易被一唱三叹的婴儿哭声击穿,这也是部分产品更新固件会对降噪能力产生显著影响的原因所在。更加优秀的厂商会对耳机单元到人耳的声学传递方程进行模式匹配或测量,以追求更优秀的降噪效果。

主动降噪的首个专利出现于 1934 年,由 Paul Lueg 发明,美国专利2043416号。其中说明了如何以反相的方式,使用消除正弦音的音波相位先决,消除在扬声器周围的任意声音。到了 20 世纪 50 年代,主动降噪系统被用于消除直升机和飞机驾驶舱内的噪音,包括 Lawrence J. Fogel 在 1950 年代和 1960 年代申请的美国专利 2866848 号,美国专利 2920138 号 ,美国专利 2966549 号和加拿大专利 631136 号。 

早期的主动降噪系统受限于数字芯片的信号处理能力,通常不支持实时的复杂计算,故使用的都是模拟系统,即将计算生成的主动降噪控制器用电容、电感、电阻等元器件来实现。

得益于当下的蓝牙耳机流行趋势,主动降噪技术从小众的工业领域迅速普及到了大众的民用领域。在供应量成套技术方案的成熟下,现如今的降噪耳机普遍具有 -35dB 的降噪能力,而宣称更高降噪能力的厂商也偶有涌现。走在降噪技术前沿的厂商已经不满足于在双反馈技术领域进行参数竞争,更多的厂商开始使用反馈麦克风对耳道内的声音传递方程进行测量,以求产生针对用户的个性化降噪优化。

本词条内容引用自维基百科

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