降噪耳機的工作原理（以及我們如何測試它們）

Bose 於 2000 年首次推出 QuietComfort 耳機，此後消費級主動降噪 (ANC) 領域呈指數級增長。 每年，我們都會測試數十種耳機和耳塞，這些耳機和入耳式耳機承諾可以阻擋您周圍世界的聲音，無論是飛機起飛的隆隆聲還是使用機械鍵盤說話的同事。 但究竟什麼是降噪，我們如何測試呢？ 我們在這裡幫助您了解 ANC 可以做什麼和不能做什麼，以及我們在測試中尋找什麼以確定您可以購買的最佳型號。

被動降噪（或噪聲隔離）

耳機和耳機幾乎總是被設計成以某種形式阻擋外部噪音。 主動降噪使用複雜的電路（我們將在下面解釋），但這不是唯一的方法。

被動噪音消除或噪音隔離使用材料和物理工程手動將您的耳朵與外界噪音隔離。 耳塞提供被動噪音隔離，大多數耳道式耳機也是如此，這要歸功於它們的矽膠或泡沫耳塞如何貼合您的耳朵。 耳罩式（包耳式）耳機還可以提供被動噪音隔離，使用耳罩在您的耳朵周圍形成可靠的密封，以阻擋相當多的環境噪音，並使用記憶泡沫等材料增強。 除了它們使用的電路之外，ANC 耳機通常還依賴這些元素來幫助阻擋噪音。

因此，無論我們談論的是耳道密封式耳機還是耳​​罩式耳機，在更複雜的 ANC 電路發揮作用之前，它都從噪音隔離開始。

主動降噪的關鍵：反向音頻

主動降噪工作原理的基本概念很簡單。 想像一下圖表上的正弦波，其弧高處於正值區域。 現在，想像一下它的倒數，它的最低點與正弦波的峰值對齊。 就像將 1 加到 -1 得到 0 一樣，這兩個波相互抵消。 因此，如果波代表音頻信號，它們基本上會相互抵消，從而產生沉默。

這就是非國大。 ANC 耳機內置的麥克風捕捉周圍的噪音，音頻處理電路接收這些噪音並生成它們的反相以實時消除它們。

如果我們周圍的所有聲音都像正弦波一樣簡單且可預測，那麼主動降噪將很容易實現，製造成本更低，並且幾乎在所有時間都非常有效。 但是聲音很少像那樣穩定，而且它的複雜性會使降噪電路難以生成準確的逆。 ANC 通常適用於持續的聲音，例如 AC 裝置的呼呼聲或飛機的隆隆聲。 對於音高和音量變化很大的聲音（例如有人在唱歌）或敲擊聲（例如有人拍手）精確地創建反演變得更加困難。

最重要的是，雖然較低頻率的聲音相對容易產生逆波，但較高的頻率更難適應。 由於 ANC 在低頻和穩定的聲音上效果最好，製造商使用一些額外的技巧來回撥高音和瞬態聲音。

我們經常看到的一個技巧，尤其是在較便宜的降噪耳機上，製造商會在信號中插入類似白噪聲的嘶嘶聲，從而有效地掩蓋電路無法消除的頻率。 不過，這不是消除噪音，而是製造噪音，每當我們聽到它時，我們都會在評論中註意到它。

主動降噪與自適應降噪

從表面上看，自適應降噪是指主動降噪，它可以實時適應它所聽到的聲音，從而為該環境創造最佳的降噪效果。 如果這聽起來很像 ANC 的基本定義，那你就沒錯。 畢竟，ANC 必須是自適應的，否則將無法正常工作。 但一些公司正在推動他們的噪音消除可以告訴你在哪裡，並相應地調整電路的行為方式。 例如，最近的 Sony 型號使用的應用程序能夠“學習”您經常使用的環境並為這些區域提供最佳 ANC。

無論這一切聽起來多麼先進，從本質上講，這都是 ANC 應該做的事情。 ANC 不應該只在火車站工作，它必須在任何地方工作。 這需要根據持續監控周圍環境的麥克風的實時音頻分析發送最佳結果。

所以，說白了，技術一直在進步，廠商需要發明行話來推向市場，與之前的版本區別開來。 所以，是的，所謂的自適應噪聲消除在很大程度上是對前幾年 ANC 的改進，但性能和一致性程度不同，而且還有一些推銷技巧。

常見的降噪問題

正如我們之前提到的，嘶嘶聲是需要注意的，也是低成本耳機中的常見問題。 另一個危險信號是降噪對給定耳機的音頻輸出的影響。 打開和關閉 ANC 不會改變聲音特徵，而在頂級型號上則不會。 但是我們已經測試了很多在這方面存在問題的 ANC 耳機。 有時，聲音特徵的變化是非常微妙的，但是當 ANC 開啟時，許多更便宜的對聽起來完全不同，最好避免使用這些模型。

入耳壓力是另一個問題。 由 ANC 引起的感知壓力變化不僅因耳機而異，而且因人而異。 一對對我來說可能感覺很好，但在你的頭上卻非常不舒服。 我們的構造都不同，因此只要有可能，最好自己測試一下耳機，以確保耳內壓力不會打擾您。 依靠評論說的話在一定程度上是有幫助的，但最終，我不知道你的耳朵是否會像我的耳朵一樣對特定耳機的噪音消除做出反應。

我們如何測試降噪

信不信由你，在 COVID-19 大流行期間，我們對降噪耳機的測試過程與多年前幾乎相同。 畢竟，我們並不是每次測試一副新耳機時都在進行越野飛行。 雖然我們進行測試的紐約市比平時更安靜，但街頭測試只是我們確定 ANC 耳機功效的一小部分。 為了明確地說哪對處理哪個頻率最好，我們需要一致性，我們不能輕易在街上得到它。

因此，在我們的大部分測試中，我們使用相同的聲音文件、相同的音量、通過相同的揚聲器、在相同的聲學處理房間中產生噪音。 我們使用低頻隆隆聲的聲音文件、高頻掃描文件以及嘈雜的餐廳和辦公環境的錄音進行測試。 我們還對耳機進行了壓力測試，以高音量播放聲音文件，任何一對耳機都無法完全消除，以確定它們在極端條件下的效果。

通過比較耳機處理這些聲音文件的方式以及外部噪音，我們可以了解哪些型號在回撥噪音方面更有效。 答案並不總是直截了當的。 有些對在消除特定頻率範圍方面比其他對更好，有些是不一致的，有些在一個音量級別上做得更好，但在另一個音量級別上明顯更差。

然後是前面提到的嘶嘶聲問題，我們在一個異常安靜的房間裡進行測試。 我們的半隔音、經過聲學處理的測試空間非常適合這種情況，讓我們在沒有任何外部噪音的情況下聆聽嘶嘶聲。 當在超級安靜的房間裡的音頻信號中添加可聽見的嘶嘶聲時，激活 ANC 實際上似乎會使聲音變得更大，而不是更安靜。

顯然，所有這些測試都是在沒有通過耳機播放音樂的情況下完成的，但我們還測試了音頻性能，以查看耳機的聲音以及 ANC 是否完全改變了聲音特徵。 畢竟，這些是耳機，它們的聲音如何與它們阻擋外界聲音的能力一樣重要。 有關我們如何評估音頻性能的更多信息，請參閱我們如何測試耳機的故事。

最後，一旦我們完成所有測試，我們會考慮噪音消除和音頻性能以及價格和用戶體驗等其他因素來確定評級。 我們測試了市場上大多數主要（和次要）降噪耳機，我們的每篇評論都深入探討了它們性能的各個方面。

要查看我們目前最喜歡的型號，請查看我們的最佳降噪耳機指南、最佳降噪真無線耳塞以及目前市場上頂級 ANC 型號的正面比較。