降噪耳机的降噪原理是什么?

降噪耳机的降噪原理是什么?

降噪耳机主要有两种降噪方式，原理差别很大，用大白话讲清楚：

第一种是被动降噪，相当于给耳朵套了个“物理隔音套”。靠柔软密封的耳塞、厚实的耳机外壳这些结构，把外界噪音的传播路径直接挡住——就像关紧卧室门隔绝客厅的电视声，用物理隔绝的方式减少噪音，简单又直接，比如常见的入耳式软耳塞、全包耳的大耳机，都有这种效果。

第二种是主动降噪，这是耳机主动“出击”抵消噪音，分三步：
1. 先“偷听”：耳机上的专用麦克风会实时收集外界的噪音，比如地铁、飞机的低频嗡嗡声；
2. 再“定制反声”：耳机里的芯片会瞬间分析噪音的“声音波形”——比如噪音是“向上拱起”的声波，芯片立刻生成一个“向下凹陷”的、完全相反的声波；
3. 最后“抵消”：把这个反声波播放出来，它和原噪音在耳朵里相遇，就像两个力气一样大、方向完全相反的人拔河，相互抵消，耳朵就听不到噪音了。

不过主动降噪对低频连续噪音效果特别好，对高频的说话声、尖锐叫声效果弱一些，因为高频声音太细碎，芯片很难快速匹配出完美的反声波。

降噪耳机的降噪原理主要分为被动降噪和主动降噪两类，通常是两者结合实现全面降噪效果。

被动降噪是通过物理结构阻挡声音传播：比如采用密封性能优异的耳罩、柔软贴合的耳塞，搭配隔音材料（如记忆棉、硅胶），构建物理屏障，直接减少中高频噪音侵入耳道，类似于用隔音墙隔绝外界声响。

主动降噪则是利用电子系统主动抵消噪音，核心是“相消干涉”原理：首先，耳机内置的麦克风（分为前馈式和反馈式两种，部分高端机型采用混合设计）实时收集外界环境噪音或耳内的残余噪音；接着，降噪芯片快速分析噪音的频率、振幅等参数，生成与原噪音相位相反、振幅相同的反向声波；最后，反向声波通过耳机扬声器播放，与原噪音在空气中叠加，由于相位完全相反，声波的振动会相互抵消，从而有效削弱低频甚至部分中频噪音。

其中，前馈麦克风主要采集耳机外的环境噪音，能提前预判并处理噪音；反馈麦克风则采集耳内的残余噪音，实时修正降噪效果；混合式主动降噪结合两者优势，降噪的精准度和覆盖范围会更出色。

降噪耳机的降噪原理主要分为被动降噪和主动降噪两类，两者往往结合使用，实现更全面的降噪效果。

被动降噪是最基础的物理降噪方式，核心是通过结构设计阻挡外界声音的传播。头戴式降噪耳机通常采用封闭性耳罩，搭配柔软且贴合耳廓的蛋白皮或记忆棉耳垫，能在耳罩与面部之间形成密闭空间，像“隔音罩”一样，减少外界声音通过空气传播进入耳道；入耳式耳机则通过硅胶或海绵耳塞堵塞耳道，直接切断声音的传播路径。被动降噪对中高频噪音的阻隔效果较好，比如日常的说话声、键盘敲击声，但对低频的低频共振噪音，如飞机引擎、地铁行驶的轰鸣，阻隔能力有限，因为低频声波波长更长，更容易穿透物理屏障。

主动降噪则是利用声波的“相消干涉”原理实现，这是降噪耳机的核心技术所在。声波是一种纵波，当两个频率、振幅相同但相位完全相反的声波相遇时，波峰与波谷会相互叠加抵消，最终减弱甚至消除声音。主动降噪耳机内部集成了三个关键组件：外界麦克风、降噪处理器和发声单元。外界麦克风会实时捕捉环境中的低频噪音，比如火车的震动声、空调外机的嗡嗡声，降噪处理器会在毫秒级的时间内分析噪音的频率、振幅和相位特性，快速计算出一个与原噪音相位完全相反的“反向声波”，随后发声单元将这个反向声波播放出来，与传入耳道的外界噪音在耳道内叠加，通过相消干涉抵消掉大部分低频噪音。

根据麦克风的位置和工作逻辑，主动降噪又分为前馈式、反馈式和混合式三种。前馈式的麦克风位于耳机外部，专门收集外界环境噪音，能精准预判稳定的低频噪音并生成反向声波，适合抵消飞机、地铁等场景下的恒定低频噪音，但无法处理进入耳道后的残留噪音；反馈式的麦克风位于耳机内部靠近耳道处，收集的是已进入耳道的噪音，可针对性抵消耳道内的剩余噪音，甚至能修正耳机自身的发声杂音，但对突发噪音的处理有延迟，若算法调校不当还可能出现啸叫问题；混合式则结合了前馈与反馈的优势，外部麦克风负责预判外界低频噪音，内部麦克风处理耳道内的残留噪音，目前多数高端降噪耳机都采用这种方案，能实现从低频到中低频的更宽频段降噪。

需要注意的是，主动降噪并非能消除所有噪音，它主要针对20Hz1000Hz的低频噪音，而中高频噪音仍需依赖被动降噪来阻隔，两者协同工作，才能让用户获得更安静的听觉环境。