降噪耳机是怎么回事：主动降噪的原理

坐地铁、搭飞机的时候，戴上一副带主动降噪的耳机，周围嗡嗡的噪声一下子安静很多，好像有人把世界的音量调低了。不少人好奇，这到底是怎么做到的，是耳机把声音“挡住”了，还是“删掉”了？

声音是怎么传的

声音本质上是一种波，靠空气一类的东西往外传。它有自己的频率和振幅，画出来就是一道道起伏的波浪。噪音也不例外，地铁的轰隆声、空调的风声，都是一些波。明白了这一点，主动降噪的原理就很好懂。

波有个特点：如果两列波正好一正一反，一列波升到波峰，另一列正好降到波谷，它们在同一个地方相遇，就会相互抵消，合起来几乎是一条平线。这就像两个人同时喊话，一个喊得正起劲，另一个用同样大的声音反着喊，结果谁也听不清谁。主动降噪，用的就是这种“对着干”的物理规律。

一正一反的波，把噪声“中和”掉

主动降噪用的是一招“以毒攻毒”：先让麦克风把环境里的噪声收进来，再由耳机里的芯片快速算出和噪声一模一样、但方向正好相反的波，通过扬声器放出来。两列波在耳朵里碰面，一正一反，相互抵消，听起来噪音就没了。这个过程在几毫秒内完成，而且是持续循环的，环境一变，它马上重新算一遍。

要注意的是，这招并不是在数字信号里把噪音删掉，而是在耳朵里的物理空间，用两列波把它“抹平”。所以它主要对付那些持续、低频的噪音，比如发动机轰鸣、地铁运行的隆隆声，效果特别明显；对突发的、变化很快的声音，反应就没那么理想。

耳机里藏着三样东西

要做到这一点，耳机里其实配了三样东西：麦克风负责“听”，负责把外面的噪声收进来；数字信号处理芯片负责“算”，实时分析噪声的频率和相位，并生成反向波；扬声器负责“放”，把反向波送到耳朵里。三者配合，缺一不可，整套循环飞快地转，才能跟上噪声的变化。

另外，耳机戴得严不严实也很重要。主动降噪是“软件层面”的抵消，但耳塞本身贴合得好不好，也会影响效果。戴得松，外面的声音漏进来，抵消就不彻底；戴得紧一些、耳塞尺寸合适，配合主动降噪，效果会明显上一个台阶。这也是为什么同样一副耳机，不同人戴着体验不一样。

图12 反向声波与噪声相向抵消，就是主动降噪的原理

麦克风放哪儿，也有讲究

光是放麦克风就有几种不同的做法。放在耳机外侧的，叫前馈式，能早点“听到”外面的噪声，反应快，但离耳朵远，准确度差一些；放在耳机内侧贴近耳道的，叫反馈式，测得准，但反应稍慢；两边各放一只的，叫混合式，兼顾速度和精度，现在的不少中高端耳机爱用这种。

明白了原理，再看降噪耳机，很多说法就能对得上号。它主要对付持续的低频噪音，比如飞机引擎、地铁运行声，这些是“一成不变”的噪音，最容易被反向波抵消；而人说话、门铃这类短促又多变的声音，反应往往没那么干净利落。这也解释了为什么地铁里降噪效果很好，到了嘈杂的菜市场就没那么神。

所以下次再被降噪耳机“惊艳”到，你大概能明白它背后是怎么回事了。它不是玄学，也不是把声音挡住那么简单，而是一套实时算波、反向抵消的小把戏。原理清楚了，挑耳机的时候心里也就更有数。

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