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首先介绍降噪技术

2020年12月7日

噪声消除技术

噪声消除是指使用一种方法来实现降噪。


1.物理背景
噪声的本质是一种频率和强度不规则、混沌变化的机械波。根据人耳的识别程度,机械波可分为以下几部分:A.可听声音;B.音乐;C.对话。
不同频率的声音有不同的传播特性。声波在传播过程中会发生衰减,衰减分为。

a) 扩散衰减
物体振动产生的声波传播开来,声能逐渐扩散。这种能量扩散会导致单位面积内的能量减少,听到的声音变得微弱。单位面积的声能随着距离声源距离的平方而减小。

b) 吸收衰减
当声波在固体介质中传播时,介质的粘度引起颗粒之间的内耗,从而将部分声能转换为热能;同时,由于介质的热传导,介质的致密和稀疏部分之间发生热交换,导致声能损失,这是介质的吸收现象。介质的这种衰减称为吸收衰减。一般认为,吸收衰减与声波频率的平方成正比。


c) 散射衰减
声波由于介质中颗粒结构(如液体中的悬浮颗粒和气泡、颗粒结构、缺陷、固体中的掺假等)的存在而衰减,称为散射衰减。一般认为,当粒子尺寸远小于波长时,散射衰减与频率的求积成正比;当粒径与波长接近时,散射衰减与频率的平方成正比。

综上所述,扩散衰减仅与声源距离有关,与介质本身性质无关;吸收衰减和散射衰减的大小取决于声波的频率和介质本身的性质。高频声容易衰减,低频声较难衰减,这是现有降噪手段的理论基础。

对于高频噪声,通常采用物理屏障法,如使用更多的吸声材料,也称为被动降噪,而对于低频噪声,吸声材料的作用是有限的,因此主动降噪已成为必要的手段。由于高频噪声和低频噪声的降噪特性不同,许多降噪耳机都结合了主动和被动降噪技术。

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2.被动降噪
被动降噪耳机主要是通过环绕耳朵形成一个封闭的空间,或使用硅胶耳罩等隔音材料来阻隔外界噪音。
这是指入耳式耳塞,因为耳塞通过硅胶套插入人耳的耳道。因此,它们对外界声音有更好的隔离效果。降噪是全范围的,即对20Hz到20KHz的声音有效,被动降噪是音质中性的。这就是为什么所有的高保真耳塞都在耳朵里。伟德体育 伟德国际 伟德 伟德国际


3.有源噪声抵消
有源噪声抵消功能是通过降噪系统产生与外部噪声相等的反向声波来抵消噪声,从而达到降噪效果。
主动噪声消除是指在某些特定场合,例如在高速列车/飞机上,通过噪声收集麦克风接收来自外部世界的一些常规噪声(如飞机发动机的轰鸣声)。通过电路或算法,将音乐信号添加到反向噪声信号中,即人耳听到的耳机中的声音,并直接抵消外部噪声,从而达到降噪效果。

4.叫降噪
通话降噪是指用于通话的蓝牙耳机,旨在让对方清晰地听到通话。常见的是高通公司的CVC噪声消除。其原理是使用蓝牙耳机的内部芯片过滤从麦克风接收到的信号,以降低外部风噪声。同时,它还可以减少来自另一方的呼叫声音,进行回声减弱处理。
因此,一些蓝牙耳机设计了一个附加麦克风来收集环境噪声,然后内部处理器将从通话麦克风收集的信号中减去拾取麦克风收集的外部噪声。所以这种噪声消除效果要好得多。这种噪声抵消我们称之为“上行噪声抵消”。


下一篇文章将介绍不同的降噪技术- ANC/ ENC/ CVC/ DSP。

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