耳机降噪原理分析(苹果耳机降噪原理对耳朵好吗)

【PConline科普一分钟】相比之前,很多朋友以为“耳机只是听一个声音”。近年来,由于无损音乐随着流媒体音乐平台的普及,消费者生活水平的提高,以及耳机厂商的增加带来的产品线的延伸,越来越多的朋友会关心耳机的性能。除了音质,消费者购买时还会考虑外观设计或一些附加功...

【PConline科普一分钟】相比之前,很多朋友以为“耳机只是听一个声音”。近年来,由于无损音乐随着流媒体音乐平台的普及,消费者生活水平的提高,以及耳机厂商的增加带来的产品线的延伸,越来越多的朋友会关心耳机的性能。除了音质,消费者购买时还会考虑外观设计或一些附加功能。其中降噪功能可以说是深受消费者欢迎。

降噪耳机能保护听力?

从消费行为来看,降噪耳机这几年的火,与社会环境、用户心态、消费水平密切相关。在巨大的生活压力下,降噪耳机是很多朋友的避风港。戴上耳机启动降噪按钮,在安静的环境中欣赏自己喜欢的音乐,是忙碌工作之余的一种放松。如此舒适的使用场景,再加上降噪耳机,可以有效阻挡办公或旅行场景中的噪音。两者的结合相信是很多朋友购买降噪耳机的源动力。

声音的阴影效应

降噪耳机似乎为我们营造了一个安静的聆听环境。这是为了让我们更好的享受音乐吗?事实上,降噪耳机是为了一个更深层次的目标而制造的——保护听力。

噪音过大对音乐细节的再现影响很大,这是由于声音的掩蔽效应:虽然所有的声音都会进入我们的耳朵,但如果同时有强音和弱音,我们会觉得强音更清晰,弱音会被掩蔽。简单来说,虽然强音和弱音都存在,但是弱音在强音面前不是消失了,而是被掩盖了,让我们“听觉”听不到。

在嘈杂环境中使用耳机造成的听力损伤

因为声音屏蔽的作用,很多人在半夜听音乐的时候可以调低耳机的音量,但是在嘈杂的环境下想要在户外听歌就需要调高耳机的音量。

很多朋友在乘坐公共交通工具的时候都喜欢戴着耳机听音乐,这样不仅可以打发路上的无聊时光,还可以有效隔绝外界的噪音。因为需要隔离外界噪音,很多朋友不仅选择入耳式耳机,还会把音量调得相对更大。如果使用扁平插头,容量可能会更大。被音乐包围固然很好,但如果常年处于这样的条件下,很容易损伤听力。

一般来说,通勤车的音量在50~80分贝左右。要在如此嘈杂的环境中听到耳机发出的声音,你需要把耳机的音量调得足够大。如果连续使用时间过长(一般长时间听音乐超过1小时),每天重复使用,对听力会有一定影响。随着长时间大音量听歌的危害逐渐浮出水面,无论是厂商还是消费者都将目光投向了降噪耳机。

降噪耳机的区别

但是降噪真的是近年来耳机的新品吗?在“降噪耳机”的分类没有整理出来之前,市面上的耳机都有一定的降噪功能,而实现这些功能的耳机其实就是大家熟知的包耳式耳机和入耳式耳机。

为什么这两款耳机都有降噪功能?耳包式耳机通过环绕耳朵来隔绝噪音,入耳式耳机则是用硅胶等材料制成的耳罩填充耳道,从而达到隔音的效果。两种耳机的隔音效果能达到什么程度?以我们著名的音频设备舒尔的产品页面为例。

从图中信息可知,选择合适尺寸的耳罩(包括海绵套和硅胶套)并正确佩戴,可以达到明显阻隔外界噪音的降噪效果。在日常生活中,这样的佩戴效果足以满足很多朋友关于隔音的需求。现有耳机隔音效果那么好,为什么还有主动降噪耳机?

一方面,传统耳机在体验上存在一些不足。比如绕耳式耳机不适合在热天佩戴,有线入耳式耳机有听诊器效应(即使用过程中运动引起电线摩擦产生的噪音)。另一方面,有些噪声,比如飞机发动机的低频噪声,由于其频带特性,很难通过被动降噪完全消除(传统的封闭式耳机只能降低高频声音的噪声,很难降低低频声音的噪声)。为了解决这些问题,主动降噪耳机应运而生。

主营航空空**降噪耳机的Bose在1999年推出了首款航空耳机X。然而,在很长一段时间里,降噪耳机仍然属于少数人的玩具,只有军事和航空空公司等专业领域的人才在使用。然而,随着城市环境的日益嘈杂,消费者对周围环境安静性的要求日益提高,越来越多的厂商开始关注降噪耳机市场,为消费者提供更多的降噪耳机选择。

近年来,随着DSP芯片技术的发展,BOSE在降噪方面不再占优。很多音频厂商开始研究DSP芯片,制定自己的降噪算法,陆续推出降噪耳机,赢得了各自的受众市场。由于DSP芯片可以打包出售,我们甚至可以看到一些新品牌可以通过男模加入战团。所以,在选择耳机的时候,我们最好先听听。

如今的产业条件让打造降噪耳机不再困难,但在一款产品上同时满足降噪、佩戴体验,当然还有音乐表现的要求,并不容易。如何平衡相互冲突的特性是对产品开发的考验。那么降噪耳机的原理是什么呢?能否带来比传统耳机更好的降噪效果?

戴上降噪耳机,安静下来?你有什么误解吗?

近年来,降噪耳机已经成为消费者购买个人音频产品的新趋势。选择降噪耳机可以让听音乐的环境更安静,只需要很小的音量就可以听清楚声音,让使用体验舒适的同时有效保护听力。另外,降噪耳机多为监听设计,让消费者享受到了降噪耳机的便利。

在上面,我们谈到了“降噪耳机”的概念,但它并不是一个新的例子。从广义上来说,在使用中能够阻挡外界噪音的耳机,其实就是降噪耳机。为了达到更好的降噪效果,厂商在耳机内置了电子降噪系统(主动降噪),以达到更好的降噪效果。

耳机中的电子降噪系统是如何工作的?上面有降噪耳机的示意图,可以帮助你更好的理解原理。可以简单理解为,电子降噪系统在采集到环境噪音后,通过处理芯片进行分析,然后产生与外界噪音相等的反向声波来中和噪音,从而达到降噪的效果。为了达到这种效果,主动降噪耳机由拾音器(定位器环境噪声)、处理芯片(噪声分析)、扬声器(回声声波产生)和电源系统组成,完成整个降噪过程。

相对于入耳式耳机和只使用物理手段阻隔噪音的封闭式耳机,因为隔音的算法,降噪效果还是相当不错的。但是用过降噪耳机的朋友会觉得,降噪耳机会让世界安静,而不是“全世界都安静”。在使用降噪耳机的过程中,只要音乐停止,我们还是会听到一些外界的声音。说好的降噪耳机,降噪就这么少吗?

我们上面已经介绍过降噪耳机的原理,就是通过对噪音的采集和分析,在耳机中产生与外界噪音相等的反向声波,中和噪音,达到降噪的效果。在声学上,这种做法被称为“相消干涉”。然而,通过相消干涉,并不是所有的声音都会被过滤掉,我们仍然会听到更高频率的声音。

为什么戴降噪耳机感觉整个世界的声音都变成高频了?

身边有些朋友戴上降噪耳机,会感觉听到的环境声音变成了高频。其实并不是降噪耳机让环境声高频化,而是降噪耳机主要是过滤掉低频的声音,所以我们会听到高频的环境声。

那为什么相消干涉主要针对中低频呢?从上面的波形对比可以看出,中低频波形长且稳定,而高频波形短且变化快。这意味着中低频噪音可以被降噪耳机中的麦克风拾取并妥善处理,而高频噪音很可能在被麦克风捕获之前就被人听到了。

结合生活场景,降噪耳机的无奈特性恰好相当方便日常使用。人耳能听到的频率范围是20Hz-20KHz。日常生活中出现的环境和车辆噪音(发动机和地面摩擦)大多在100Hz-1KHz范围内,人声的频率范围为100Hz-8KHz。汽车鸣笛、剧烈爆震、撞击的频率会更高。为了有效消除影响听音乐的噪音,大部分降噪耳机的目标频率都在100-1KHz之间。

如何合理使用降噪耳机

说白了,降噪耳机和普通耳机没什么区别,只是增加了降噪功能。

1KHz以上频段的声音,有一部分是喇叭鸣响、地铁警告等警告音。为了避免消费者在路上使用降噪耳机时发生危险,结合自身特点,降噪耳机在1KHz以上频段的降噪效果会不太强调,以免消费者使用时发生意外。很多人觉得降噪耳机很安静,可以在公共场合欣赏音乐,但是这个时候,我们也需要注意安全,尤其是旅行的时候。另外,无论是否使用降噪耳机,音量都不要调得太高。同时,也要注意不要长时间佩戴降噪耳机,以免损伤听力。

选择降噪耳机时,建议选择耳机。与入耳式耳机相比,耳机的结构使得佩戴更加舒适,耳机的降噪能力一般也比入耳式耳机好很多。当然,这需要根据个人需求做出更合适的选择。

PConline摘要

只要戴得好,主被动结合的降噪耳机会有很好的效果。如果日常使用,主动降噪耳机应该比较实用。当然,在使用降噪耳机的时候,我们也需要明白,降噪耳机不会消除所有的环境音,但是会消除大部分的环境音,给人一个相对安静的听音环境。根据降噪耳机的特点,正确认识和使用降噪耳机,可以在一定程度上有效降低听力损失。

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