第一次使用降噪耳机 - Bose QC 35 II - 主动降噪耳机是如何工作的？

缘起于看老罗的视频，说他坐飞机必带一个Bose的降噪耳机，这样完全听不到飞机引擎发出的噪音。昨天和 @breathewind在Bose店里亲身体验了一下主动降噪耳机的效果，可能是我们在乡下待时间久了，强悍的降噪能力把我们两个都震撼到了，刚好买两个有额外折扣的活动，就一人入手了一个Bose的QC 35 II。

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可能是从来没用过降噪耳机的原因，当店员把飞机的模拟音打开以后，再带上耳机打开降噪功能以后，整个世界都安静了，当时满脑子想得就是以后坐飞机再也不用有烦恼了，科技真的是太神奇了。作为电子攻城狮的我们，虽然不是专门做声学方面的，但也一下就能想到是背后的原理是什么，脑子里不知怎么一下子充满了噩梦般的傅里叶大神的那些曲线。。。然后脑子转的快的@breathewind立马说到，这个应该降不了人声，细想一下这是必然的，环境噪音大多是低频的而有规律的，而人声一般是高频的且无法预测的。

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因为我们不是学这方面的，浅浅的分享一下我们对于降噪耳机工作原理的理解。因为声音的本质其实就是不同频率的波。但声音是会衰减的，所以我们会听到有的声音大有的声音小，声音衰减的主要原因大致分为扩散衰减（传播过程中，声波能量降低，单位面积上的能量变小）；吸收衰减（在固体中传播，声波在介质中和介质摩擦，一部分能量以热能的形式丧失了）；散射衰减（介质中存在颗粒状物体的时候，声波与这些颗粒碰撞造成自身能量的丧失）。

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所以被动降噪技术主要就是靠吸声材料阻隔，因为吸收衰减和散射衰减的存在，所以吸声材料大多都是有空洞有颗粒的材料。这也是为什么有些耳罩式的耳机即使没有采用主动降噪功能，带上以后也会感觉降噪效果很好。但主动降噪技术是在耳机中添加一个主动降噪的小处理器，用它来产生和噪音相位互补的波，抵消噪音的声波。主要工作原理如下图所示：

（Image source ：https://techexplainer.wordpress.com/2012/03/29/active-noise-cancellation-technology/）

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以1KHz为分界线，大于1KHz的声波，例如周围人声，其实主动降噪技术是没有用的；但类似飞机引擎这种低频的规律的噪音能够完美地被消除。为什么说要规律的，因为上图中，绿线和红线间的距离实际是从采样到产生互补声波的反应时间，在如此短的时间中，如果声波非常不规则，降噪效果并不会很好，这里就还需要因为预测算法，使整个电路变得更加复杂。关于人声为什么无法降噪的原因有点涉及的知识点过多，有兴趣的朋友可以谷歌一下，谷歌学术里我发现好多这方面的论文，主动降噪的英文名是Active Noise Cancellation，最早的关于Active Noise Cancellation的专利在1936年就有了，唉，革命尚未成功，同志任需努力啊！但耳机本身的被动降噪设计完美地弥补了这一缺点，当你打开音乐播放的时候，半米外的人声一点也听不见，毫不夸张。

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由于这是我的第一个降噪耳机，没法给出它和其它流行的降噪耳机的比较。不过对于我来说已经是非常满意了，摆脱了耳机线的烦恼，再也不用烦恼坐飞机时引擎的噪音，而且戴起来非常舒服，不会有头和耳朵被压迫的感觉。非专业攻城狮，如有基础理论性错误，请一定指正，谢谢。

本文由 @victory622 于steemit上首发。
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