高達(dá)30%成年人的聽力損失可能是由于噪聲的影響所造成。聽力損失的一大影響是無法在噪聲背景中有選擇性地聽到內(nèi)容。降噪耳機(jī)可以幫助挽救我們的聽力并使我們享受到更清晰的通話、更安靜平和的飛機(jī)航班以及更高的整體生活水平。

　　“被動(dòng)”降噪使用塑料、泡沫、硅橡膠或其他材料制成的耳塞或者耳罩，機(jī)械性地將耳朵與環(huán)境進(jìn)行隔離。根據(jù)使用的各種材料，被動(dòng)降噪僅能對(duì)500Hz以上的聲音產(chǎn)生影響。而主動(dòng)降噪（ANC）技術(shù)對(duì)低至20Hz、高至數(shù)千Hz的頻率均有效?！爸鲃?dòng)”降噪解決方案填補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)被動(dòng)降噪解決方案無法彌補(bǔ)的空白。

　　主動(dòng)降噪使用揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音來減少傳至耳朵的其他聲音。檢測(cè)不想要的聲音有兩種設(shè)計(jì)方案：將麥克風(fēng)暴露在噪聲中，并將其與揚(yáng)聲器隔離；或者將麥克風(fēng)放置于盡可能靠近揚(yáng)聲器的地方（圖1）。

　　圖1：在前饋降噪耳機(jī)的設(shè)計(jì)中（a），將麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器隔離。在反饋設(shè)計(jì)中（b），麥克風(fēng)放置于靠近揚(yáng)聲器的位置。

　　前饋和反饋兩種方法可以結(jié)合在一起應(yīng)用于同一個(gè)耳機(jī)中（c）。

　　采用前饋方法，如果揚(yáng)聲器和前饋麥克風(fēng)之間的聲音隔離足夠好，就不會(huì)影響回放路徑。當(dāng)降噪功能被關(guān)閉或電池電量快消耗完而使耳機(jī)工作在無源模式下時(shí)，這就是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。音樂回放效果依然不錯(cuò)。前饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還能輕松地創(chuàng)建“助聽”模式，使即時(shí)聲音環(huán)境放大，而不再需要摘掉耳機(jī)聽人說話。

　　前饋設(shè)計(jì)

　　采用前饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)耳機(jī)進(jìn)行聲學(xué)分析，以確定噪聲在到達(dá)耳朵時(shí)在頻率、相位和振幅上是如何變化的。然后，可以在電氣上建立傳遞函數(shù)G（w）模型，并將其插在麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器之間。

　　前饋設(shè)計(jì)常受到方向問題影響，因此，麥克風(fēng)必須是全方位的。同樣，噪聲通道無法被機(jī)械地集中起來。因?yàn)辂溈孙L(fēng)必須在噪聲到達(dá)耳朵之前獲得這些噪聲，所以并行的聲音路徑必須被最小化。

　　反饋設(shè)計(jì)

　　反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)耳朵上的實(shí)際噪聲起作用，按照定義，它與前饋結(jié)構(gòu)使用的模擬效果相比更能準(zhǔn)確地表現(xiàn)噪聲。然而，系統(tǒng)的響應(yīng)速度約束了性能表現(xiàn)。定義傳遞函數(shù)時(shí)需要特別注意避免引入不穩(wěn)定性，比如正反饋。

　　反饋設(shè)計(jì)扣除了麥克風(fēng)的回放。由此產(chǎn)生的信號(hào)代表了耳朵周圍的噪聲。使用傳遞函數(shù)可以使用具有相移的信號(hào)消除不想要的聲音。

　　適合反饋式主動(dòng)降噪的理想耳機(jī)將在揚(yáng)聲器和獲取揚(yáng)聲器輸出的麥克風(fēng)之間實(shí)現(xiàn)零延遲。這是無法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檫@樣的話，揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)將需要共用同一個(gè)聲學(xué)中心。從物理角度來說，這將不可能實(shí)現(xiàn)。可以做到的是將麥克風(fēng)放在距離揚(yáng)聲器薄膜盡可能近的地方，以減少傳播延遲。

　　由于麥克風(fēng)在反饋式耳機(jī)中不能區(qū)分噪聲和回放，使用反饋式設(shè)計(jì)的耳機(jī)通常都會(huì)存在一些信號(hào)失真。為了克服這個(gè)問題，常見的方法是在回放路徑中添加均衡電路，以確保無論主動(dòng)降噪是否被激活，聲音都相同。

　　同一個(gè)耳機(jī)中也可以將前饋和反饋兩種設(shè)計(jì)方式結(jié)合起來。這可以發(fā)揮兩種方法各自的優(yōu)點(diǎn)，但是也會(huì)增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和額外的成本（需要評(píng)估權(quán)衡）。