本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我最近旅行频繁,飞机引擎的轰鸣声非常烦人。虽然我有一副降噪耳塞,比默认的iPhone耳机更舒适,音质也更好,但我一直在犹豫是否要为自己购买一副主动降噪耳机。
虽然我了解耳机工作原理的物理学(以及随之而来的数学——特别是三角学),但我不太确定这项技术是否足够先进,能够以合理的价格为普通旅客消除环境噪音。
出于对购买这些装置的实用性的好奇,我询问了几位经常飞行的旅客的意见。总的来说,他们对这些设备表达了极大的热情,所以我做了一些进一步的研究。当得知 Bose 为航天飞机上的宇航员制造了主动降噪耳机时,我从理论上被说服了。我只是不得不等待一款价格在我预算之内且尺寸适合旅行的产品的出现。
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当我最终找到一款价格在可测试范围内且尺寸合理的耳机时,我想到要为 SciAm 的读者找一个解释主动降噪耳机工作原理的科学和技术的视频,但令人惊讶的是,我只找到一个。它来自 HeadSqueeze 的 James May。我认为它对这项技术做了相当不错的解释,即使他完全忘记使用“破坏性干涉”这个词!
为了让您获得更多视觉科学体验,我找到了一个简短但有效的演示,展示了声波干涉(包括建设性干涉和破坏性干涉)的基本原理。
http://youtu.be/mDS5r5t0VS0
有几个网站解释了这些耳机的工作原理,所以简单的谷歌搜索会引导您找到它们,但实际上,如果您不介意一些物理术语,维基百科做得很好。
声音是一种压力波,由压缩阶段和稀疏阶段组成。降噪扬声器发出与原始声音振幅相同但相位相反(也称为反相)的声波。这些波结合形成一个新的波,这个过程称为干涉,并有效地相互抵消——这种效果称为相位消除。现代主动噪声控制通常通过使用模拟电路或数字信号处理来实现。自适应算法旨在分析背景听觉或非听觉噪声的波形,然后根据特定的算法生成一个信号,该信号将使原始信号发生相移或反转极性。然后将这个反相信号(以反相)放大,并且传感器产生与原始波形振幅成正比的声波,从而产生破坏性干涉。这有效地降低了可感知噪音的音量。
降噪扬声器可以与要衰减的声音源同位置放置。在这种情况下,它必须具有与不需要的声音源相同的音频功率水平。或者,发射抵消信号的传感器可以位于需要声音衰减的位置(例如,用户的耳朵)。这需要低得多的功率水平进行抵消,但仅对单个用户有效。在其他位置进行噪声消除更加困难,因为不需要的声音和抵消信号的三维波前可能会匹配并创建建设性和破坏性干涉的交替区域,从而减少某些位置的噪音,同时使其他位置的噪音加倍。在小的封闭空间(例如,汽车的乘客舱)中,可以通过多个扬声器和反馈麦克风以及对外壳的模态响应的测量来实现全局噪声降低。
最终,我根据CNET 评论做出了决定。此外,我在福布斯找到了一篇最近的评论/解释。降噪耳机值得吗?
最终,我选择了这款,至少目前是这样。
您有喜欢(或讨厌)的耳机吗?