带有「降噪」功能的耳机或 MP3 ，其降噪的原理是怎样的？

热心的回应 · 2019-6-10 00:47:08

降噪方法分为被动降噪和主动降噪。前者指的就是普通的隔音了，利用硅胶塞等在耳洞内形成封闭空间，阻挡外部噪声传入。这种方法的特点是容易滤去高频噪声，而对低频噪声过滤效果不佳。不信你用手指堵上耳朵，尖刻的声音明显减弱，而机器轰隆等低沉的声音却依然明显。不过我猜你更关心的应该是主动降噪吧，对此答主我只能摇摇头了……不是不知道，而是请你一起摇头，注意观察：摇头的时候还可以看清手机屏幕上的字吗？差不多可以的，这说明头部转动并没有给眼睛带来太大的扰动，这是为什么呢？因为眼睛感受到视野变化的信息，及时传给大脑，大脑给眼睛一个反向转动的命令，从而与脑袋的转动角度几乎抵消，减少视野的晃动。主动降噪耳机也是类似的原理，利用麦克风感受周围的噪声，传给芯片，再让扬声器发出一个与噪声等振幅、反相位的声音，从而与原噪声相互抵消。这种方法对低频过滤效果非常好，不过频率太高时，可能遇到电路延迟及波长减短带来的相位误差问题。两种降噪方法合二为一，效果更佳。
本回答原载 中科院物理所微信公众号 周五问答专栏。我是原作者本人。我们是一个几十人组成的校园科普社团。欢迎关注，谢谢支持！

热心的回应 · 2019-6-10 00:47:09

主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果。

热心的回应 · 2019-6-10 00:47:10

现在宣传的降噪都是主动降噪技术。
其实很简单，声音是有相位的。人耳对于中高频相位不做处理，只感受响度。
但是声音对于数字处理器而言是非常慢的信号，很容易通过Mic采样到震动波形。
主动降噪就是把采样到的波形进行反相，然后叠加到耳机正在播放的声音上，让振膜的震动中，抵消从耳机外侧传入的环境声。从振膜到耳膜之间的区段，环境声被有源地抵消掉了振幅，也就没有足够能量引起人耳的感受。
直观的表现就是，环境声听不到了。也就是降噪。

热心的回应 · 2019-6-10 00:47:11

@张博的答案貌似还是取之于百度百科 http://baike.baidu.com/link?url=-ew8NBvsbYXnuePBj9DcipQTpQAWQkhjnmVEIhAnTa_yVngRJ78hA9d7PeSOSLweh1QakNknONzdFgxgecC60q
降噪耳机，采用主动噪音控制，不同于一般耳机的被动隔音。其原理为：
　　1. 先由安置于耳机内的信号麦克风侦测耳朵能听到的环境中低频噪音 (100 ～ 1000Hz)
　　2. 再将噪声讯号传至控制电路，控制电路进行实时运算
　　3. 通过 Hi-Fi 喇叭发射与噪音相位相反、振幅相同的声波来抵消噪音
这个怎么来的呢？给张图给大家。
这个就叫相位抵消= =！
另外现在基本上有FF的模式以及TF的模式，什么意思呢？
就是耳塞靠进外环境的一处加一个麦克风或者是耳塞靠近耳朵内壁的一处加以麦克风，两者出来的降噪感觉是不一样的。当然也有两者一并在用的比如bose的降噪。
现在华为出的降噪就是在耳塞靠外环境的地方添加麦克风。通过取得噪音反馈到电路板中，电路板模拟一个反相位的噪音产生相位抵消，所以大家们请起来的降噪耳塞的声场都是有些扭曲就是这个问题。

热心的回应 · 2019-6-10 00:47:12

不请自来，正好这两天信号系统的project做到了降噪耳机。
没有做出来demo，用的是MATLAB的simulink仿真。我给几个MATLAB中间简洁明了的example，你看了应该就能理解了。在命令行直接输入dspanc 得到的是封装了secondary path的系统也可能是没有考虑S(z)，输入dspfilteredxlms产生拆开的系统，更加明显一些。想知道lms算法我会在之后贴几个link。
我简单解释一下，简单来说，就是产生与噪声信号相反的声波信号，使得信号相消。
一般的算法是LMS算法，使残差平方最小。有可能会产生一个误解，这样说来直接取得噪声信号取相反不就完美消掉了吗，哪里需要LMS算法？主动降噪中间还有几个问题，比较主要的，假设我们选用的是feedforward的方法，能够得到原始噪声信号。那么我们会遇到的就会有初级通道残留P(z)与次级通道残留S(z)，而feedback则只有S(z)。这两个都是依靠LMS得到权系数从而使得放出的信号与真实的信号相反。还有另一个问题就是delay，如果S(z)的delay比较严重那么会产生很大的误差，这一点我在做的时候一直没有解决……补充说：我做的是feedforward，我认为这个问题需要P(z)和S(z)delay相仿，这样可以很大程度提高降噪效果。学艺不精，羞愧羞愧。
有问题欢迎指出。

带有「降噪」功能的耳机或 MP3 ，其降噪的原理是怎样的？

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