主動降噪技術—將噪音拒之耳外

馬迪

每一副耳機都無法讓我完全滿意—直到某天試用了主動降噪耳機，我終于明白了自己想要的是什么。

走過很多路，聽過很多歌，自然也換過很多耳機。從最初入門級的地攤貨，到線控、藍牙、運動等功能更豐富的耳機……但隨著工作和生活變得忙碌，我發現自己能安靜地欣賞音樂的時間越來越少，每一副耳機都無法讓我完全滿意—直到某天試用了主動降噪耳機，我終于明白了自己想要的是什么。

我從沒意識到自己的身邊有如此多的噪音：電腦、空調、冰箱、洗衣機、飛馳而過的地鐵和車輛……一旦戴上降噪耳機，仿佛全世界的音量都降低了，又仿佛一切都放慢了腳步，即使沒有音樂，心里也是一片安靜。

噪音是什么？科學上的解釋是“頻率、強弱變化無規律、雜亂無章的聲波”。過強的噪音不僅僅會對聽力造成損傷，更有研究認為長時間處在嘈雜的環境中會增加患心臟病和中風的風險，同時伴隨著低血糖、睡眠障礙等健康問題。

從個人角度講，噪音可以是妨礙休息、學習、工作的，或者僅僅是影響了聽音樂的，一切不該有的聲音。人們很早就發現，堵塞住外耳道能有效降低噪音。傳說蘇格蘭漁民為了不被海上女妖的歌聲所迷惑，發明了最早的耳塞—用蠟做成，優點是相對柔軟、容易定型，后來又逐漸有了棉花、海綿、泡沫塑料、硅膠等多種材料的耳塞。它們的共同特點是“堵”，這是一種典型的被動降噪方式。對大多數耳機廠商來說，一個設計良好的硅膠耳塞套，或者厚實的外耳罩就可以實現一定程度的降噪。

然而僅有這些顯然不夠。所有聲音都是有一定頻率，對于容易衰減的高頻噪音，這種物理阻隔的方法比較有效，對付低頻噪音就不行了。但聲波還有另一個特性，聲音的傳播是通過介質的振動來實現，波與波之間如果呈反相，理論上就會實現抵消，聲學中成為“相消干涉”。通過發出相反聲波的方式來中和噪音，就稱為主動降噪。

想要產生用于抵消噪聲的聲波，首先要得到噪聲的信息才可以。主動降噪耳機的設計思路就是通過反饋麥克風采集環境中的噪聲信號，經過處理器計算，最后通過揚聲器發出一個完全相反的聲波，這就是抗噪信號。由于抵消音必須與噪聲同時抵達人耳，所以需要處理器擁有強大的計算能力，可以根據噪聲進行預測，并產生相應的抵消聲波。

主動降噪耳機的起源可以追溯到20世紀80年代，最初是為飛行員設計的，以便讓他們在長時間的飛行中保持專注和舒適。最初成本和價格都很高，所以主要應用于航空、軍事等特殊領域，直到2000年之后才開始慢慢應用于民用產品。

很多人對耳機會有一種不該有的誤解，那就是聽多了耳機會損害聽力。事實上，真正影響用戶聽力的是聆聽音樂的過程中，設置了過高的音量。試想一下，如果你想在嘈雜的公交、地鐵車廂上聽音樂，耳機的隔音又不是很好的時候，為了聽清楚內容可以怎么辦？當然是調高音量。這種情況下主動降噪耳機反而能有效保護聽力，因為相比于被動降噪，主動降噪的確能產生更好的效果，尤其是比較有規律性的環境噪音，比如在乘坐飛機、地鐵等交通工具時，各位根本不用調大音量就能聽清楚，長時間也不會覺得累。

也有人會擔心，如果降噪效果太好，有人跟我講話都聽不見怎么辦？有廠商針對這一點，在降噪耳機里加入了“環境音”功能，具體來說就是利用耳機上的麥克風收音再在耳機里實時回放，讓你戴著耳機也能聽清對方在說什么。

除了為了音樂而生的降噪耳機，主動降噪技術的應用領域其實非常廣泛。細心的人也許會發現，大部分智能手機在背面設有一個麥克風，這種設計并不是多余的，其實它就是專門用于降噪，通過這樣的主動降噪技術給用戶創造更清晰、流暢的通話效果。另外，絕大多數中高端轎車內也采用了主動降噪技術來降低公路上巨大的噪音。

如果說腦洞最大的，應該算是為家庭降噪的室內靜音降噪設備。眾籌網站上曾經出現過一款產品，它看起來就像是兩塊平板，使用時分別固定在玻璃或者墻的兩側，一塊在室外，一塊在室內—室外機收集室外的噪音，通過藍牙傳遞給室內機，室內機基于主動降噪技術，發射與噪聲反相的聲波，抵消進入室內的噪音。

嘈雜的城市里，真的需要為自己創造片刻的安靜。如今，除了手機和公交卡，我出門一定會帶上降噪耳機—不單單是為了聽音樂，更是為了隔絕城市生活中的噪音。可以說，這種耳機改變了我的生活，它讓我在忙碌的城市中找到自由呼吸的空間，使我能更好地傾聽自己內心的聲音。endprint