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降噪耳机为什么大多是入耳式呢

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Yida奥利奥 玩机达人  发表于 2021-6-9 21:07:51 属地未知 来自:浏览器
本帖最后由 Yida奥利奥 于 2021-6-10 16:57 编辑
大家有没有发现,各家的旗舰降噪款耳机都是入耳式,从苹果到华为,包括荣耀的当家旗舰降噪耳机Flypods3也不例外,这是为什么呢?

降噪耳机为什么大多是入耳式呢

不知道大家有没有这样的经历,在小的时候过年放鞭炮,会用手捂住耳朵,来减小听到的爆竹声,其实这就是我们传统的物理降噪,而当我们戴上入耳式耳机时,耳塞将耳道堵住,就像手指塞住耳道一样自带物理降噪,外面很多噪音就进不来了
降噪效果好,低频也不容易泄露,音质也不错,但入耳式耳机之所以没有一统江湖,也是因为把耳机塞到耳朵里,带着很闷很痒,运动的时候很容易出汗
热搜上也出现了入耳式耳机引发的耳道炎的问题,很多朋友不是买不起入耳式降噪耳机,也不是不需要降噪功能,完全是因为不喜欢耳朵被堵住的感觉,觉得不舒服才会选择舒适度更高的半入耳式耳机

降噪耳机为什么大多是入耳式呢

戴上就用,这在入耳降噪里面是最基本的,而为什么到了半入耳式把降噪做好就这么难呢
首先是被动降噪不够好,因为半入耳对耳道堵得不够严实,高频噪音还是听得见
降噪原理是用耳机里的微型麦克风收集噪音,再用喇叭去播放一个反向的声波去抵消它

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但这里有个差别,耳机距离我们的耳膜是有一定距离的,所以所谓的降噪算法就是去预测,此时此刻耳膜听到的噪音是什么样子的?

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从数学角度来说,降噪的第一步,就是要测定一款耳机声学的传递函数

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入耳式耳机把耳朵堵住之后,每次泄露到耳内的噪音基本大小都相同,即便每个人的耳道口有大有小,但是只要换上了合适的耳塞,塞到耳朵里面,控制住这个变量,只需要同一套降噪算法就可以了

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但半入耳式的声学传递函数几乎是不可测的

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一个人的耳道小戴着就紧,那么泄露到耳朵里面的噪音就会小一点

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耳道大泄露的可能就会多一些

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即便同一个人同一只耳朵也会有人带着紧带着松的情况,每个人、每次佩戴传递函数多多少少都会有不一样。也就是说半入耳式想做好降噪,就需要根据不同人的耳道数据以及每一次佩戴的深度、角度、方向,每种情况都要做一套新的算法
但这还不够,因为耳机还得知道你当前带的是什么角度,什么方向、什么深度,再给你匹配真正正确的那一套算法,才能有比较好的降噪效果。所以有些半入耳式降噪耳机还需要手动调节,依靠人工自己去确认哪个降噪算法是当前最好的

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目前的主动降噪耳机大都采用了双麦克风降噪技术,例如Flypods3就是

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当噪音达到第一颗麦克风,它会把听到噪音告诉处理器,处理器指挥耳机发出抵消的声波

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但我们实际听到噪音还要经过耳机的遮挡才能传到耳膜,所这个麦克风只能预知噪音到耳朵里是什么样子,能给出大概的反向声波,而此时噪音是不可能被完全消除掉的。
这个过程叫做前馈降噪
残余的噪音会被第二颗麦克风听到,反馈给处理器

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然后扬声器发出反向波

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残余噪声再次被麦克风听到,再反馈给处理器……

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不断重复这个过程,尽可能的消除噪音

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这个过程就叫反馈降噪。
打个比方,前馈就是蒙上眼睛快速投篮,准度高,但是量大速度快,反馈就是睁眼重复投篮更注重效果,
所以他们的特点也很容易看出来,前馈降噪的频宽比较大,反馈降噪的深度比较深

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反馈降噪其实在入耳式降噪已经非常成熟了,那么反馈降噪这么有效,为什么半入耳式耳机不用呢?原因还是出在了声音泄露上...
但是我们要从友商的Freebuds pro开始说起

降噪耳机为什么大多是入耳式呢

2020年的秋天,Freebuds pro发布之后一片好评,但随着几次固件更新,很多人发现降噪能力变弱了,有没有?不要怀疑自己的感受,是真的变弱了。
事实上降噪消弱是为了避免一种情况,就是反馈降噪回路出现啸叫,什么是啸叫呢,就是我们经常在KTV里的话筒里听到的刺耳声音。
恰好降噪耳机里的麦克风离扬声器就很近,反馈降噪效果就可以简化成这个公式

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想要残余噪声更少,就需要调大整个回路的增益

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如果环路相位接近±180,增益就变成负的

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当分母趋近于0的时候,噪音就会趋近于无限大,也就是啸叫

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按压耳机的时候就容易出现啸叫,就是因为回路的相位被改变了,所以不得不把降噪的增益控制在比较小的比较安全的状态,才能防止啸叫的出现。而这一点在半入耳式耳机上,即便削弱降噪都没有办法解决,因为每次佩戴都不一样,相位的差异很大,非常容易出现正正相加。
以上的种种原因都造成了半入耳式耳机的降噪难以做好,而降噪效果不够,我们往往需要将耳机的音量调得更大,以此来掩盖掉噪音。
所以如果经常在飞机地铁等噪音较大的场景使用耳机,选择降噪效果更强的入耳式耳机体验会更好,也避免了长期听大音量对我们的耳朵造成伤害。而半入耳式的耳机,适合在更安静一些的地方使用。
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Yida奥利奥 玩机达人  发表于 2021-6-10 17:03 属地未知 来自:NOP-AN00
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