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ANC原理简介:上行降噪与下行降噪,主动降噪与被动降噪,环境降噪与通话降噪

创作时间:
作者:
@小白创作中心

ANC原理简介:上行降噪与下行降噪,主动降噪与被动降噪,环境降噪与通话降噪

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/weixin_44316365/article/details/138192795

降噪技术在现代耳机产品中越来越普及,但其背后的原理却鲜为人知。本文将从上行降噪与下行降噪、主动降噪与被动降噪、环境降噪与通话降噪三个维度,深入浅出地解析ANC(主动降噪)技术的核心原理。

降噪概念可以从不同维度进行区分,第一个维度是上行、下行,第二维度是主动和被动,第三维度是环境和通话。如果不把降噪的分类理解清楚,就会对耳机的降噪理解产生很大的偏差。

1、上行降噪和下行降噪

上行/下行是通信行业的术语,在网络中,专家定义越“大”的设备越靠“上”。信号从“小”设备发到“大”设备,就被叫做上行信号,反之则成为下行信号。比如相比手机,耳机更小,那么手机就在上,耳机在下,从耳机像手机发送的信号就是上行信号,反之则为下行信号。

我们在通话过程中,语音是我们真正要传递的有用信号(术语),而有用信号之外的声音,比如周围人群、机器设备、风噪等各种噪声就被称作无用信号。上行噪声,就是指接收机(耳机中的麦克风等接受传感器)接收到的无用信号,而所谓上行降噪就是通过一系列技术手段,让接收机(耳机中的麦克风、骨传导传感器、声音编码器等一系列器件及在相关算法作用下)尽量减少无用信号,同时保留有用信号

而所谓下行噪声,就是我们需要听的有用信号(如手机传来的音乐)之外的一切无用信号。而所谓上行降噪就是通过一系列技术手段,让耳朵尽量只听到有用信号。

总结一下上行降噪和下行降噪的区别,前者是为了让对方能听清楚,而后者是为了让自己能听清楚

市面上大部分产品,在上行降噪上下的功夫不多。毕竟大部分用户拿到耳机的第一感知是听一下效果,而在通话中,对方如果听到有杂音,用户可能会认为是手机信号不好等其他原因造成的,不会太介意。

2、主动降噪与被动降噪

被动降噪指通过耳机结构包围耳朵形成封闭空间,或采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声,来达到降噪效果。也就是将耳朵通过物理方式与外部环境隔离开,从而减少外部环境噪声(无用信号)对有用信号的干扰。常见的方式就是下图中的头戴式耳机,把耳朵给“包裹”起来。另外还有入耳式耳机,“包裹”的不是耳朵,而是用橡胶等材质隔绝耳道与外部环境

头戴式和入耳式,一起被称作封闭式耳机或者密闭式耳机,与之相对应的是开放式耳机。密闭式耳机与开放式耳机相比,前者具备更好的被动降噪能力,但便携性和佩戴舒适性差,而后者则佩戴舒适度更高,但被动降噪能力较差。

主动降噪技术首先要拾取外部环境音,并且识别出环境音中的噪音部分(下图中右上角粉色信号),进而系统生成一个与噪音反相的信号(下图中右上角紫色信号),再通过扬声器将这个“主动”生成的声音发送出来,生成的信号由于与噪声幅度相同,但是相反相位(可以理解为电荷正负相反),两个信号叠加后,就会互相“中和”(右下角两个信号叠加后“归零”)

可见,如果把噪音当作敌人,被动降噪是防守,单纯的隔绝阻挡敌人进入耳朵。而主动降噪呢,则是识别出敌人,主动生成一个敌人的“镜像”,两者相遇,互相抵消(以毒攻毒大法)

3、环境降噪与通话降噪

除了上面我们提到的概念之外,我们还会经常见到环境降噪和通话降噪这两个概念。实际上这两个词特指下行和上行降噪的典型场景。我们说上行降噪和下行降噪的区别,前者是为了让对方能请清楚,而后者是为了让自己能听清楚。而环境噪音业界通常特指在下行场景下,对听者产生影响的环境噪声。通话降噪,则是特指上行降噪,减少上行噪声,让对方听的更清楚。

那么这几个概念之间的关系是怎样的呢?

**主动降噪和被动降噪,一定是下行降噪。下行降噪,是为了让自己听清楚,而主动降噪和被动降噪都是为了让自己听的更清楚,所采用的方法不同而已。

而通话降噪呢,一定是上行降噪,目的是让对方听的更清楚**

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