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認識主動式降噪耳機的原理

2020年07月10日

提起主動式降噪耳機,你會想起甚麼?有人說是 Apple。自 AirPods Pro 真無線耳機誕生後,這類主動式降噪耳機多了人關注,亦見到愈來愈多耳機廠投入這個範疇,降噪耳機肯定是未來的一大趨勢。你有無需要使用降噪耳機呢?今次就先了解一下主動式降噪耳機的原理。

自 AirPods Pro 真無線耳機誕生後,這類主動式降噪耳機多了人關注,亦見到愈來愈多耳機廠投入這個範疇,降噪耳機肯定是未來的一大趨勢。

30 年代已出現降噪技術

早在 1934 年,德國發明家 Paul Lueg 申請了一項專利,關於用相位推進波抵消管道中的正弦波,消除在喇叭周圍的聲音,這被譽為是最早關於降噪技術的專利。而在 1950 年代,美國人 Lawrence Jerome Fogel 發明了主動式降噪技術,並獲得多項相關專利,當時要在直升機駕駛艙進行清晰通話是非常困難的事,這些專利有效消除直升機產生的噪音,讓通話變得清晰。在 1980 年代,美國音響公司 Bose 的創辦人 Amar Gopal Bose 博士,推出全球第一款主動式降噪耳機,當時只是賣給軍隊和航空業。直至 2000 年,才推出首個民用消費級耳機產品,名為 QuietComfort 1,往後 10 年,Bose 可說是領先業界,提到主動式降噪耳機,相信大家第一時間會想到他們的 QuietComfort 系列耳機。時至今日,頭戴式降噪耳機最廣為人知的就是 Bose 和 Sony。

自 AirPods Pro 真無線耳機誕生後,這類主動式降噪耳機多了人關注,亦見到愈來愈多耳機廠投入這個範疇,降噪耳機肯定是未來的一大趨勢。
在 1980 年代,Bose 創辦人 Amar Gopal Bose 發明了全球第一款主動式降噪耳機。(Bose 官方圖片)
自 AirPods Pro 真無線耳機誕生後,這類主動式降噪耳機多了人關注,亦見到愈來愈多耳機廠投入這個範疇,降噪耳機肯定是未來的一大趨勢。
當初的主動式降噪耳機只是賣給軍隊和航空業。(Bose 官方圖片)
 

主動式降噪技術的運作原理

 
 

先要清楚知道,主動式降噪技術的原理並非把噪音消除,而是透過耳機上的收音咪接收環境噪音,然後利用內置的降噪晶片,產生出與噪音的反向聲波,從而抵消環境的噪音。主動式降噪技術有 3 種,分別是前饋式、反饋式、混合式,可謂各有特色。

 
 

 
 

前饋式降噪(Feed-Forward ANC)

前饋式是最早出現的降噪技術,至今仍廣泛應用在主動式降噪耳機身上。將降噪收音咪置於耳機外側,能夠最直接收取周圍環境的噪音,然後透過降噪晶片產生出與噪音反向的聲波來互相抵消。

 
 

反饋式降噪(Feedback ANC)

與前饋式剛好相反,降噪收音咪會設於耳機內側,能將耳朵接收到的聲音與訊源,透過反饋算法識別出噪音並產生抗噪的聲波。但這種降噪方式,對於抑制 1 至 2kHz 高頻噪音的能力確實有限,成效不如前饋式降噪。一般來說,這種反饋式不會單獨應用在耳機產品上。

 
 

混合式降噪(Hybrid ANC)

最後要說的是混合式降噪,即是結合了前饋式和反饋式兩種方式,耳機的外側和內側均設有降噪收音咪,提供最佳的降噪質素。由於技術門檻高,成本也增加,通常中高階耳機才會使用,代表作有 Apple AirPods Pro 和 Sony WF-1000XM3。

 
 



 

主動式降噪耳機的未來?

頭戴式降噪耳機一直以來不乏捧場客,但產品的周期更新不算頻密,一般情況下幾年升級一次。另一邊廂,自 Apple AirPods Pro 推出後,降噪風潮直捲入真無線耳機範疇,平則幾百有交易,貴則二千多元。在選購真無線耳機時,發現多了人會問,有無主動式降噪功能?無疑已成為消費者關注度最高的數碼產品之一,或者有朝一日,主動式降噪會變成耳機的標準配置。現今的真無線耳機足夠應付街上、巴士或辦公室日常的擾人噪音;但入耳式始終不及頭戴罩耳式,如在飛機上使用的話,由於飛機的引擎聲音太大,難以與罩耳式有相同的降噪水平。

自 AirPods Pro 真無線耳機誕生後,這類主動式降噪耳機多了人關注,亦見到愈來愈多耳機廠投入這個範疇,降噪耳機肯定是未來的一大趨勢。
Apple AirPods Pro 再次掀起大家對主動式降噪耳機的興趣。(Apple 官方相片)

總結

降噪技術會令音質變差!

不少有接觸過主動式降噪耳機的人,都說降噪耳機會令音質變差,沒錯的,因為降噪晶片要同時發出聲波去抵消環境噪音,對音質或多或少會有影響。雖然現時降噪技術的發展已很成熟,大部分都沒有「抽真空」的異樣感覺,但是,對於追求高音質的聽眾,若開啟降噪模式後,有些細節確實會被掩蓋,這是不爭的事實。

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