有源抗噪是一種電子新技術(shù),它是采用----反相信號(hào)來(lái)消除噪聲聲能,通過(guò)噪聲的鏡像抵制原始噪聲并使之不進(jìn)入人耳。關(guān)于電子抗噪的文章最早發(fā)表在25年前的AES雜志。那時(shí)研究人員采用電子抗噪技術(shù)來(lái)消除傳統(tǒng)的窗式空調(diào)器的噪聲，用了很多電路，花費(fèi)不菲。盡管最終是有所收獲，但其結(jié)果最多也只不過(guò)是實(shí)驗(yàn)室里的“寵物”而已。如今，有了功率大得多，價(jià)格也便宜得多的數(shù)字符信號(hào)處理芯片，它們可用于處理相應(yīng)的抗噪信號(hào)。
嚴(yán)格地說(shuō)，將有源抗噪看成是使噪聲得到衰減則更為恰當(dāng)，因?yàn)榭乖胄盘?hào)不可能完全消除噪聲。有源抗噪是電子產(chǎn)品研制中一個(gè)值得深入探討的課題，越來(lái)越引起世人的重視。當(dāng)初，電子科技工作者主要是采用諸如無(wú)源靜噪器之類的寬帶寬抗噪技術(shù)來(lái)抗噪。通稱為無(wú)源抗噪，無(wú)源抗噪的方法包括在聲管中附加吸聲材料的和改變汽車(chē)消聲器障板及聲管的聲學(xué)阻抗。但是，用無(wú)源抗噪的方法要使空調(diào)器在低頻衰減10dB噪聲是非常困難的，它需要許多非常嚴(yán)密的措施以使風(fēng)扇對(duì)整個(gè)系統(tǒng)扇風(fēng)，當(dāng)風(fēng)扇的負(fù)荷加大時(shí)，風(fēng)扇的噪聲也就越大。因此，無(wú)源抗噪難于達(dá)到預(yù)期的目的。相比之下，有源抗噪是較可取的一種抗噪方法。比如說(shuō)，電影院和工廠都有空調(diào)設(shè)備，頻率在250Hz時(shí)，穩(wěn)定共振高于環(huán)境噪聲級(jí)10dB，有源抗噪可以衰減那種峰值信號(hào)，明顯地改善噪聲頻譜------噪聲更為均勻地散布在所有頻率之中。
　　1989年．Digusonr公司研制出一種以DSP為基礎(chǔ)的電子抗噪處理器，主要用于降低空調(diào)管，煙管，燃燒管等管子的噪聲，有人試圖將這種處理器用于解決室內(nèi)聲學(xué)問(wèn)題，如錄音室之間的混響過(guò)渡，聲泄以及其它聲學(xué)問(wèn)題。
然而，由于諸多原因，使得有源抗噪這種技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。首先，處理器并不是恰好在實(shí)時(shí)時(shí)間里工作，噪聲出現(xiàn)和重復(fù)的時(shí)間至少應(yīng)持續(xù)零點(diǎn)幾秒才能使處理器防止誤觸發(fā)。處理器需要一反饋時(shí)間以擴(kuò)大噪聲信號(hào)，如果處理器發(fā)生誤觸發(fā)，便會(huì)產(chǎn)生一種寄生信號(hào)，這種信號(hào)可能比現(xiàn)行環(huán)境噪聲更具破壞性。其次，令人更為棘手的是相位的聲學(xué)問(wèn)題。空調(diào)管的橫切面不算寬，抗噪信號(hào)的相位要很準(zhǔn)確，才能對(duì)500Hz甚至更高頻率有好處。對(duì)更為寬的帶寬來(lái)說(shuō)，空調(diào)管可分成多個(gè)橫切面，但在一般情況下意義不大，因?yàn)橹蓄l抗噪不必花很大的成本，但要進(jìn)行電子抗噪就很復(fù)雜。
　　用消聲器抗噪最難的是低頻抗噪。因?yàn)闊o(wú)源抗噪會(huì)阻礙空調(diào)管，增加空調(diào)管的驅(qū)動(dòng)負(fù)載，電子抗噪則更為真接，并能保持負(fù)載效力；混合抗噪------對(duì)低頻進(jìn)行有源抗噪，對(duì)中頻進(jìn)行無(wú)源抗噪，是比較理想的抗噪方法。
還有一種可以實(shí)現(xiàn)的抗噪方法是采用Pewback揚(yáng)聲器抗噪，這種揚(yáng)聲器不帶功率放大器，但可降低甚至消除低頻噪聲，比如空調(diào)噪聲和低頻混響噪聲等。因?yàn)榈陀?50Hz的低頻混響聲的衰減時(shí)間很長(zhǎng)而且變化非常之慢，所以，采用Pewback電子混響抗噪能起到一定的作用。具體做法是：將揚(yáng)聲器安裝在座位背后，角度對(duì)準(zhǔn)特定座位的聆聽(tīng)者，揚(yáng)聲器與耳朵的距離必須小于6英寸。這樣做至少可以降低在數(shù)百赫茲頻率范圍里的噪聲。
　　根據(jù)有源抗噪的原理，BOSE公司和Sennheiser公司先后研制出抗噪聲耳機(jī)。專家們指出：在耳機(jī)中采用有源抗噪技術(shù)是最為現(xiàn)實(shí)的。
　　在耳機(jī)揚(yáng)聲器與你的鼓膜之間放置一個(gè)小話筒（傳聲器），拾取環(huán)境噪聲，并將其輸入到不斷產(chǎn)生對(duì)抗噪聲的電子電路之中，然后又將這種環(huán)境噪聲輸送給耳機(jī)揚(yáng)聲器，如果一切都正常，不僅可使環(huán)境噪聲降低10dB，而且在不掩蓋環(huán)境低頻噪聲的情況下，還可使語(yǔ)言信號(hào)和音樂(lè)信號(hào)聽(tīng)起來(lái)更為清晰，消費(fèi)類耳機(jī)和專業(yè)耳機(jī)均可在各種環(huán)境下使用。
　　第一副有源抗噪聲耳機(jī)是美國(guó)BOSE公司專門(mén)為軍航飛行員研制的，后來(lái)，德國(guó)Sennheiser公司又曾為滿足民航飛行員的需求而研制過(guò)有源抗噪聲耳機(jī)。在大型噴氣式飛機(jī)中，飛行員駕駛艙的噪聲級(jí)比乘客艙的噪聲級(jí)高得多，飛行員有過(guò)幾年飛行經(jīng)歷之后往往會(huì)出現(xiàn)聽(tīng)力損失的職業(yè)病，其表現(xiàn)是飛行員在噪聲環(huán)境中不能聽(tīng)清無(wú)線電臺(tái)的播音內(nèi)容。采用有源抗噪的方法，風(fēng)的噪聲干擾可降低10dB以上。因此，耳機(jī)中的語(yǔ)言通信電平可被降低，從而提高收聽(tīng)效果。
　　如今，已有四種專業(yè)用有源抗噪聲耳機(jī)問(wèn)世。其制造商是Bose公司,Sennheiser公司,Telex公司和NCT公司。這四種耳機(jī)都是采用封閉式耳套以阻擋外部聲音來(lái)降低噪聲(除最低頻噪聲之外,其它噪聲均可降低),采用有源抗噪方法來(lái)降低最低頻率范圍的環(huán)境噪聲。
　　耳機(jī)的耳套是開(kāi)放式好還是封閉式好呢?應(yīng)該說(shuō)和有千秋。耳套為開(kāi)放式的耳機(jī),佩戴舒適,耳套為封閉式的耳機(jī),即可進(jìn)行無(wú)源抗噪,尤其是在中頻和中頻以上的頻率范圍內(nèi),也可對(duì)延續(xù)性聲音進(jìn)行很好的低頻降噪。在聲能超過(guò)100Hz的高噪聲環(huán)境下,一定得使用封閉式耳套耳機(jī)。
　　大多數(shù)專業(yè)用抗噪聲耳機(jī)都帶有可長(zhǎng)時(shí)間工作的控制器,電池組和充電電池。就耳機(jī)本身來(lái)說(shuō),專業(yè)用耳機(jī)要比消費(fèi)類耳機(jī)更為堅(jiān)固,重量也更重。所有專業(yè)用耳機(jī)都有固定的話筒或可活動(dòng)的話筒。
　　Base公司的抗噪聲耳機(jī),第一眼看上去又大又笨重,但戴起來(lái)卻非常的舒適。性能極好,盡管電池組是個(gè)負(fù)擔(dān),必須隨身帶著,但佩戴幾個(gè)小時(shí)都不便人嫌累,在高噪聲環(huán)境下采用這種耳機(jī)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)通信是極為可取的。這種耳機(jī)有個(gè)缺點(diǎn):耳套和有源抗噪的總噪聲衰減似乎很不自然,給人的第一印象是好象走進(jìn)了消聲室一樣。
　　Telex公司生產(chǎn)的民航抗噪聲耳機(jī),具有良好的工作性能,但也是太笨重,不便于攜帶,其電路還產(chǎn)生嘶嘶聲,盡管聲音很低,但于由耳罩的無(wú)源衰減量較高,這種嘶嘶聲還是能聽(tīng)見(jiàn)。這種耳機(jī)適應(yīng)作內(nèi)聯(lián)通信,今年Telex公司又推出了重量更輕的抗噪聲耳機(jī)。
　　Sennheiser公司生產(chǎn)的抗噪聲耳機(jī),其抗噪性能和工作性能都不錯(cuò),耳機(jī)也很堅(jiān)固,適應(yīng)于高噪聲環(huán)境下使用。
　　NCT公司起初是生產(chǎn)Noisebuster消費(fèi)類耳機(jī),最近又推出了Proactive2000/3000系列工業(yè)用抗噪聲耳機(jī),有十種型號(hào),有的帶有能自由移動(dòng)的傳聲器,有的帶有安全帽,2000系列耳機(jī)為封閉式,重量輕,適應(yīng)于在中等噪聲環(huán)境下使用,3000系列耳機(jī)適應(yīng)于高噪聲環(huán)境下使用,2000/3000系列工業(yè)用耳機(jī)的電池組很輕,還帶信號(hào)處理器,能長(zhǎng)時(shí)間工作。
　　有源抗噪技術(shù)可用于降低持續(xù)性聲音的噪聲,比如象以恒速運(yùn)動(dòng)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),柴油機(jī),風(fēng)扇等噪聲和其它反復(fù)性聲波。而音樂(lè)信號(hào)由于變化太快，只能通過(guò)封閉式耳機(jī)進(jìn)行降噪，而不能通過(guò)電子電路降噪，一般的封閉式耳機(jī)，會(huì)給人一種耳朵發(fā)悶，耳道發(fā)熱的感覺(jué)，佩戴久了很不舒服。專業(yè)用封閉式耳機(jī)，尤其是那些專門(mén)在音樂(lè)廳工作的樂(lè)師的耳塞，而帶有小小的導(dǎo)聲孔，導(dǎo)聲孔可通過(guò)整個(gè)音頻范圍的信號(hào)，并將信號(hào)得到均勻的衰減，否則，過(guò)分低的低音將分布不均勻，而中頻和高頻的信號(hào)則會(huì)逐漸阻塞。
　　如果外部噪聲很大或很深沉的話，所有開(kāi)放式消費(fèi)類耳機(jī)都會(huì)過(guò)驅(qū)動(dòng)，比如，意大利Koss公司生產(chǎn)的耳機(jī)就特別不適應(yīng)在飛機(jī)起飛和著陸時(shí)使用，因?yàn)槎鷻C(jī)組件會(huì)隨著起落抖動(dòng)，使佩戴者感到很不舒服。
　　所有的耳機(jī)都或多或少會(huì)給人一種壓迫感，這也許是由于揚(yáng)聲器組件不在其線性范圍里工作所致，而且在高聲級(jí)極低頻的條件中壓迫感最為明顯。但昂貴的航空用耳機(jī)，在那種條件下給人的壓迫感則沒(méi)有那么明顯，而消費(fèi)類耳機(jī)，長(zhǎng)時(shí)間使用之后，會(huì)給人一種難以忍受的壓迫感，這是一個(gè)有待解決的實(shí)際問(wèn)題。
　　順便要提及的是耳機(jī)的價(jià)格問(wèn)題，僅僅幾前年，專業(yè)用有源抗噪聲頭戴耳機(jī)的售價(jià)為1000美元，NCT公司的消費(fèi)類耳機(jī)也在300~500美元之間，但現(xiàn)在有競(jìng)爭(zhēng)性的名牌消費(fèi)類耳機(jī)卻大大低于200美元。
　　有源抗操技術(shù)運(yùn)用到耳機(jī)中僅是這種技術(shù)的開(kāi)端，盡管有源抗噪的成本比傳統(tǒng)消聲器的成本高5倍左右，但在某些特定的條件下，這也許不是很重要的。因?yàn)橛糜谧饔性纯乖氲膿P(yáng)聲器不會(huì)阻擋發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，這就可節(jié)約大致5%的燃料費(fèi)用。如果能設(shè)計(jì)出有源抗噪消聲器，其有源抗噪所增加的成本則遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的消聲器小很多，更不用說(shuō)車(chē)輛工作期間所節(jié)約的能耗。

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