降噪耳机是如何工作的,用过以后你就不会想用普通耳机了

你是否曾经好奇过降噪耳机背后的“魔法”?这是耳机的一项令人惊叹的功能,它能够隔绝外界的噪音,让你免受干扰。说实话,我再也无法回到普通耳机了。

音频体验更好

毫无疑问,佩戴一副高质量的耳机时,音频体验要好得多,尤其是能够消除不必要的噪音和声音的耳机。在虚拟工作会议或课程中,这一点尤为重要,当然也包括听音乐和玩游戏时(你可以去问任何一位玩家)。

但是,你有没有想过降噪耳机是如何知道该消除哪些声音的?我知道我曾经想过。秘诀就在于耳机杯内内置的小型麦克风,用来捕捉背景噪音。然后,它会产生一个反向声波(与另一声波相反的声波)来抵消这些噪音。关于耳机,还有降噪与隔音的区别。

这一切从哪里开始的?

在成为消费电子产品的主流之前,降噪耳机最早出现在航空领域。20世纪50年代,劳伦斯·福戈尔博士在主动降噪领域做了一些工作,目的是开发一种用于飞机和直升机驾驶舱中消除噪音的系统,以便更好地进行通讯。

这种技术的电子消费产品整合概念由音响公司Bose的创始人阿马尔·波士(Dr. Amar Bose)提出。他在1978年乘飞机时,因飞机发动机噪音而感到非常沮丧,这种感受我在最近的一次长途飞行中深有体会,差点就拿纸巾塞进耳朵(是的,我忘带耳机了)。然而,实际应用到消费电子产品上则是在随后的几十年里发生的。

1989年,第一款商业化的降噪耳机——Bose航空耳机首次推出,主要面向航空工作人员。降噪耳机的普及最初在2000年代初期引起了航空领域专业人士的关注,随着技术进步,普通消费者的需求也随之增长。因此,在早期,你不能随便去买,因为它们非常昂贵。但随着技术的发展,Bose、索尼和森海塞尔等音响公司生产出了功能相同、价格更亲民的耳机,这些耳机最终广泛面市。

降噪耳机的魔力

降噪耳机能屏蔽外界噪音,让你在宁静中听音频。为此,耳机使用主动噪声取消(ANC)技术,生成声波来抵消外来的噪音。这个功能的一个好处是,你不需要像普通耳机那样过度提高音量,从而改善了听音体验。音乐在ANC处理过程中通常不会受到影响(尽管这取决于耳机的质量),并且会单独播放。

微型的外部麦克风捕捉到周围的声音,触发一个小型放大器产生与不需要的声音处于不同相位的声波,从而抵消这些声音。在早期的耳机中,采用被动噪声隔离来阻挡不需要的声音,比如在耳机耳杯上使用厚实的衬垫。但是,入耳式设计通过深度插入耳道来阻挡大部分外部声音。尽管降噪耳机看起来非常聪明,但它们并不完美。

降噪耳机并不完美

降噪耳机在取消低频、稳定的声音方面表现良好,比如飞机引擎的嗡嗡声、远处的高速公路交通声或办公室空调的声音,因为波形取消需要一定的时间才能有效工作。但对于不可预测和突发的声音,它的效果则较差。这些声音包括狗叫声、键盘敲击声或旁边人的谈话声。

目前市场上有各种各样的优质耳机。一些耳机内置了主动噪声取消技术,能够减少不需要的环境噪音。然而,需要注意的是,由于耳机本身的局限性,这种技术可能无法完全屏蔽所有噪音。

主动噪声取消(ANC)很难调节突然的高频噪音,是因为这些声音更快速且不可预测。这使得ANC系统难以实时生成正确的声波来中和这些声音,从而无法有效抵消。

另一个需要考虑的因素是耳机的设计本身。许多配备ANC技术的耳机具有透明模式,这种模式故意让某些外部声音通过。这有助于在必要时保持用户对周围环境的警觉性。然而,并非所有的ANC耳机都有这个功能,这通常因制造商和型号而异。

适应性ANC是超越标准ANC的显著进展。由于标准的ANC在面对突发声音时表现不佳,适应性ANC实际上更进一步,通过不断监测和分析你周围的声音环境,利用复杂的算法,有时甚至是由人工智能驱动,来对不同的声音进行分类并检测声音的变化。所以它能够实时适应。如果你投资一副质量好的带有适应性ANC的降噪耳机,这将减少你遇到的问题。

降噪耳机能帮助保护你的听力吗?


我们大多数人都知道,长期暴露于大声的声音会导致听力损失。许多地方已经高度城市化,而这伴随着噪音(即声音污染),不仅打扰到你的安宁,还可能引起听力问题(特别是如果你住在建筑工地附近或参加了过多的摇滚音乐会等)。

耳朵受损是由于声波在耳朵内部的反射。它是一种振动形式,撞击耳膜、骨骼和内耳部分。长时间暴露在这种环境下可能会带来严重的风险。但和其他有用的应用一样,噪声取消耳机所采用的技术可能有助于减少长期听力损失的风险(但不应作为真正听力保护的替代品)。这是通过耳机的主动噪声取消功能实现的。但这还不是全部,未来无线耳塞可能会赋予我们超凡的听力。

噪声取消耳机的未来是什么?

一些现在市场上可以买到的噪声取消耳机已经使用了适应性算法。这些系统根据周围的环境来取消噪音。那么,噪声取消耳机的未来会是什么样子呢?我认为,人工智能将被越来越多地使用——我对此表示支持。音频体验的质量可能会得到提升。

使用人工智能调整周围声音的准确性也将持续提高。某些情况下,用户需要在不摘下耳机的情况下听到周围的声音,借助人工智能,他们可能能够更加智能地调整音量,放大或优先选择某些声音。

未来,借助人工智能的先进功能,个性化的音频体验也可能成为现实,分析个人的听力档案并自动调整音效设置,以实现更个性化和最佳的听觉体验。这项技术可能会考虑耳朵的形状、听音习惯和听力敏感度等因素,以适应个人的听觉偏好。

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