TWS降噪耳機是如何實現(xiàn)降噪的？

1 降噪的原理

降噪耳機的原理：三個器件（拾音器、降噪芯片、揚聲器）協(xié)同作用的結果。

降噪麥克風（拾音器）。麥克風通常放置在耳罩的內(nèi)側或外側，負責聆聽和檢測物理結構無法隔離的外部聲音。

降噪處理器（NCP）。采集到聲波后，NCP就開始解析噪聲的聲學成分，然后將原來傳入的聲波產(chǎn)生180°反轉，以抵消環(huán)境中的低頻噪聲（傳入的聲音是正向的，傳出的聲音是180°反轉的）。

揚聲器。用戶聽到的聲音在最后從揚聲器中播出時，用戶聽到的聲音就已經(jīng)是降噪中和的音樂。

降噪器產(chǎn)生的反向聲波會和正常的音樂一起傳入耳機的揚聲器中。雖然反向聲波會以破壞性的方式去除噪音，但請放心，不會影響正常音樂的音樂聲波。

2 主動降噪vs被動降噪之3大降噪耳機類別

(1)隔音耳機(物理降噪耳機)

英文叫Passive Noise Cancellation或Noise Isolatin g，通過物理設計、結構設計以及耳部的封閉程度，設計成緊貼耳朵，達到降噪效果的耳機，或稱為 "被動降噪耳機""物理降噪耳機"。由于制造工藝比主動降噪耳機簡單，基本上市面上銷售的耳機99%都是隔音耳機，如：監(jiān)聽耳機、游戲耳機等，只要沒有主動降噪的耳機都屬于這一類。

(2)降噪耳機(防噪、消噪耳機)

英文叫Noise Cancellation，而主動降噪耳機則是帶有主動降噪功能的耳機。耳機頂部的降噪麥克風用來檢測外界噪音，順著外界噪音的正方向，降噪處理器產(chǎn)生反向聲波。聲波相互抵消，達到主動降噪的效果。主動降噪耳機除了自身的物理被動降噪效果外，再加上主動降噪效果，可以有效消除環(huán)境噪聲，因此越來越受到人們的青睞。

(3)自適應降噪

英文叫Adaptive Noise Cancellation。嚴格來說，自適應降噪耳機也是主動降噪耳機的一種。用戶可以通過按鍵或環(huán)境感知的方式來調(diào)節(jié)降噪程度。市面上一些具有 "智能降噪等級調(diào)節(jié)""環(huán)境音 "等切換功能的高端降噪耳機，成本通常比較高。即使是SONY的高級降噪耳機，也可以通過手勢感應區(qū)在環(huán)境模式和降噪模式之間切換。在擁擠的環(huán)境中，可以快速切換到環(huán)境音模式與人交談，或者感知周圍環(huán)境的聲音，降低降噪系數(shù)，提高安全性。

3 主動降噪的技術類型

(1)前饋降噪

降噪麥克風位于耳罩外。麥克風比聽眾先接收到聲音，降噪芯片開始處理噪音，并產(chǎn)生相反的輸出聲波，最終將處理后的信號送到耳機頂部的揚聲器，再給聽眾聽。

優(yōu)點：因為麥克風比聽眾更早地接收到噪音，它有更多的時間做出反應并產(chǎn)生反向聲波。所以前饋式降噪更適合降低1-2Khz的高頻噪音。

缺點：前饋降噪的缺點是不能聽到自己的反向聲波，所以適應性、可調(diào)節(jié)性較差。這種降噪方式會自動假設聽眾不會聽到任何噪音，而認為降噪結束。如果聽者不小心把右耳或左耳放錯了位置，或者戴耳的角度很奇怪，那么副作用就是會加強某些頻率的某些噪音。

此外，前饋降噪只能處理小范圍的頻率。特別是1kHz左右的噪聲可以明顯降低，但1kHz以下的噪聲處理需要加強。主要原因是前饋降噪麥克風離外界較近，所以對風噪比較敏感。(2)反饋式降噪

(2)反饋式降噪

降噪麥克風位于耳罩內(nèi)，揚聲器前方，因此反饋麥克風可以跟隨聽眾進行最終的降噪處理。.

優(yōu)點：由于麥克風聽到的聲音與聽眾相同，反饋降噪麥克風能更快地適應變化并糾正信號。反饋降噪可以處理很寬的頻率范圍，即使聽眾佩戴的耳機不正確或沒有完全覆蓋耳朵也可以處理。反饋降噪在可接受的范圍內(nèi)依然可以正常工作。

缺點：對高頻的處理能力較差，對1-2kHz頻段的噪音處理能力相對于前饋降噪較弱。如果降噪設計得不好，當揚聲器太近時，可能會產(chǎn)生令人不舒服的高顫音。所以反饋降噪耳機的設計師很重要! 設計師必須考慮到麥克風所接收到的 "噪音和音樂"，否則再好的低頻聲音也可能被過濾掉。。

(3)復合降噪，即Hybrid ANC "混合ANC"

復合降噪麥克風會放在耳罩的內(nèi)側和外側，兩邊各一個，所以兩只耳朵就有四個。作為前饋或反饋的兩倍降噪單元。

優(yōu)點：具備前饋和反饋降噪的優(yōu)點，復合降噪可以處理大部分頻率，并能快速調(diào)整和修正信號。對于聽眾佩戴耳機的各種方式，不會對降噪效果產(chǎn)生太大的影響。

缺點：因為它有內(nèi)外兩個麥克風，所以麥克風的數(shù)量是前饋或反饋的兩倍，它需要更專業(yè)的結構設計師來設計降噪耳機。因為兩倍的降噪麥克風會造成過多不必要的 "白噪聲 "被包含在內(nèi)。這是所有復合降噪麥克風都要面臨的聲學、降噪、結構的設計問題。由于技術發(fā)展的門檻，復合降噪耳機大多時候價格較高。

4 降噪信號方案：數(shù)字降噪vs 模擬降噪

在設計降噪耳機時，大多數(shù)工程師會希望使用數(shù)字降噪系統(tǒng)來處理噪音并產(chǎn)生反向聲波。數(shù)字降噪系統(tǒng)的優(yōu)點是，即使在耳機制作完成后，軟件也可以進行調(diào)整，但這可能會帶來一些問題。例如，數(shù)字降噪系統(tǒng)通常需要更多的功率，所以耗電量較大。

(1)數(shù)字降噪

數(shù)字降噪系統(tǒng)有一些延遲，因為信號處理需要快速，有時跟不上。由于傳入的噪音需要先轉換成數(shù)字信號，然后再進行降噪處理，再傳輸?shù)蕉鷻C的揚聲器上，這樣就會有30ms左右的延遲。雖然這聽起來并不是一個很大的延遲，但在降噪這件事上，它有可能造成很大的后果。

(2)模擬降噪

模擬降噪需要更專業(yè)的工程師對耳機進行調(diào)校，大部分會有更好的降噪效果。模擬降噪耳機有更好的續(xù)航能力，對噪音的反應也會更快。

5 佩戴方式？入耳vs 真無線vs 耳罩

雖然我的回答主要是介紹耳罩式降噪耳機，但我會介紹三種因為佩戴方式而延伸出來的耳機佩戴方式。

降噪耳機根據(jù)佩戴方式的不同，一般分為耳罩式降噪耳機、入耳式降噪耳機和真無線降噪耳機。從降噪效果來看，耳罩式降噪耳機的降噪效果是最好的，因為它可以完全覆蓋聽眾的耳朵! ，所以在物理被動降噪方面也是相當不錯的。不過，由于耳罩式降噪耳機往往比較笨重，所以有些用戶可能會選擇前兩種降噪耳機來換取便攜性。

貼耳式降噪耳機比耳罩式降噪耳機更舒適，但降噪效果卻沒有那么好。

入耳式降噪耳機由于直接深入耳道的關系，，所以配合ANC的降噪效果也是相當不錯的，攜帶非常方便! 但有些用戶不喜歡入耳式降噪耳機的干擾感，覺得不舒服。

降噪效果：耳罩式>入耳式 >貼耳式 >真無線

舒適程度：真無線>入耳式>貼耳式>耳罩式

6 購買降噪耳機的考量因素

(1)降噪效果如何

除了所有耳罩式耳機都具有的被動降噪效果外，在購買前，對主動降噪效果的評估還應該考慮到降噪芯片、降噪方式(前饋式?反饋式?復合式?)是采用模擬式還是數(shù)字式降噪方案? 佩戴方式(入耳？耳罩? 貼耳？）這些因素都會大大影響降噪效果。

一般來說，復合降噪+數(shù)字降噪+耳罩式耳機的組合效果最好。

(2)音質(zhì)水平

音質(zhì)水平對耳機的影響，最直接的就是聲學設計和腔體結構，驅動單元的大小。主觀因素方面，耳機調(diào)音師對耳機EQ出廠時的調(diào)音也很重要，是強調(diào)重低音？是均衡化？這個比較主觀，所以對EQ的聲音特征有要求。聽眾一定要自己測試才能準確。

除了耳機本身，音源也是一個極其重要的因素，所以不要買了好耳機就忘了音源。音源是否無損，音頻格式是什么？音頻輸出設備是否能夠傳輸高質(zhì)量的音源也很重要。

(3)有線無線通用

耳機是否支持3.5mm AUX音頻輸出也是可以考慮的因素，一來藍牙降噪耳機如果斷電了，可以用線來聽音樂，二來3.5mm音頻孔對傳輸?shù)乃p率較低，所以音質(zhì)會更加細膩。一般來說，如果是支持有線3.5mm的藍牙降噪耳機，還是選擇藍牙降噪耳機比較好。除此之外，3.5mm音頻線也會影響音質(zhì)，但這同樣是比較小的影響，就不多說了。

（4）是否可以折疊，方便攜帶？

雖然耳罩式耳機相對來說比較笨重，但帶有收納功能的轉軸式設計就方便多了，可以更好的利用空間，在外出、旅途中都可以使用。出行也方便很多，如果你喜歡耳罩式耳機，不妨優(yōu)先考慮一下是否折疊因素哦。

（5）佩戴風格（耳機類型）、佩戴舒適度

主要有三種類型。On-ear、Over-ear、In-ear（貼耳、耳罩、入耳）。根據(jù)佩戴方式的不同，三種不同類型的耳機會有不同的降噪表現(xiàn)，一般Over-ear的降噪效果最好。而In-ear是最舒適的，但降噪效果不如Over-ear，所以需要看好了再買。研究一下哪種最適合自己哦。

（6）廠家配件

如果考慮到使用支持3.5mm的藍牙降噪耳機的場景，很多商旅人士都需要將其帶上飛機。這時航空轉接頭就相當方便了，因為在飛機上一般不能打開藍牙。有了航空轉接頭，可以將降噪耳機連接到飛機的多媒體播放器上，開啟降噪功能，在飛機上就可以按照標準的耳機使用。所以出廠配件有無3.5mm音頻線、航空轉接頭、旅行收納盒等都是考慮因素。

（7）續(xù)航和充電

降噪耳機一般至少要有20小時以上的續(xù)航時間才行，出差加上等飛機，再加上換車的時間，至少要10小時以上，搭配好一點的類別與降噪芯片，可以更有效的控制功耗。

例如，TaoTronics的SoundSurge系列藍牙降噪耳機就開發(fā)了Rapid Charge & GO快充功能，充電5分鐘即可使用2小時，45分鐘內(nèi)完成充電使用30小時，我想這是把手機的QC 3.0、PD充電移植到耳機上的一個概念，所以我想充電速度也是現(xiàn)在時間寶貴情況下的一個考慮。

（8）1連2配對(多點技術)

藍牙耳機是否支持 "1對2"，也就是俗稱的 "1拖2"，即藍牙耳機可以同時與兩個設備配對(比如兩部手機，或者一部手機和一臺電腦)，并且能夠在多臺配對設備之間同時切換音源。這種技術在藍牙的情況下被稱為 "多點技術 "或 "多點連接"。一些編輯，或者是多任務處理者，都需要這種技術，多臺設備之間的音頻切換會更加方便和高效。雖然我覺得多點技術不是剛需，但是有這項技術對耳朵上的藍牙耳機絕對是一大加分項哦!