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破解听不见的秘密 降噪耳机技术浅谈

  如果传声器放置于耳罩内换能器的前方,系统可能生成一个更加精确的抗噪信号,如图所示。此时,传声器拾取到的声音既包括耳机换能器发出的声音,又包括耳罩内产生的噪声,这个信号作为纠错信号反馈给所需的声音信号,因此被称为“闭环路系统”。闭路系统的运行特点是通过反馈方式来达到降噪的目的。

  控制论中,噪声(比如放大器的失真)被看作是一种非线性的变化,可以通过在系统中引入校正信号来减轻或消除这种失线所示的是一个闭环路主动降噪耳机系统。传声器置于耳罩内部,拾取到的是所需的声音和噪声的混合声。首先,这个系统将所需信号从混合信号中分离出来并对剩下的噪声信号进行反相。然后,对反相的噪声信号进行补偿,以便抵消闭环系统中的噪声。输出级将抗噪信号和所需信号重新合成,最终在耳机换能器中实现重放。由于这是一个反馈的过程,所以在某些情况下,闭环系统可能会不稳定。● 自适应主动降噪耳机系统上面提到的开环系统和闭环系统都是采用模拟滤波器来产生抗噪信号,而数字滤波器的功能更为强大,设置也更为简单。用数字滤波器来消除噪声的方法叫做自适应滤波法,它可以同时实现纠正相位错误和幅度错误。

  上图是使用自适应主动降噪耳机系统的原理图。在头戴耳机的顶部放置一只传声器拾取噪声信号作为参考信号,自适应滤波器利用当前信号经过耳机系统模型的转移函数来预测耳罩内的噪声,然后将预测噪声反相后与所需音频信号进行叠加,最终传送给耳机换能器。置于耳罩内的传声器拾取实际的声音并产生一个误差信号,使滤波器收敛于零以得到更加准确的抗噪信号。