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      類型分類:
      科普知識
      數據分類:
      FFC連接器

      一文看懂主動降噪技術的前世今生

      發布日期:2022-04-27 點擊率:26

      人類與噪音的斗爭史可以追溯到原始社會了。老祖宗們沒多少見識,打個雷都會嚇得捂住耳朵。這也算是人類最早的主動降噪手段了,屢試不爽,沿用至今。

      但要說利用這種降噪手段成為歷史達人的,當屬《呂氏春秋》當中的一段記載:晉國貴族范式在覆滅的時候,百姓發現了他們家的鐘(古代打擊樂器),想要順走但又怕移動的時候響起來驚動別人,于是就想出了一個好辦法,那就是捂住自己的耳朵,然后再動手……

       

      這就是人類在探索降噪的歷程中最著名的失敗案例:掩耳盜鈴。
       

      所以,隔音降噪的手段歷史悠久,發展至今也衍生出很多相關產品:耳塞、隔音棉、隔音板等。

      后來,人們發現這種手段的隔音效果有限,所以也在探索更多方法,比如用其他聲音來蓋過噪音,聽音樂就是一個不錯的選擇。

      于是,遇到隔壁裝修的時候,很多人選擇帶起耳機,或者直接把音響聲音調大。

      殊不知夾雜著噪音的音樂,本身也就成了噪音,所以這也不是降噪的終極奧義。為了聽到更加純粹的音樂,降噪耳機由此誕生。

      之前和BOSE的“攻城獅”交流,大師侃侃而談,講述了主動降噪技術的由來。

      1978年,BOSE的創始人Amar G. Bose博士在從歐洲飛往波士頓的飛機上,發現飛機引擎的噪音干擾了他戴耳機欣賞音樂的興致。這激發了他對主動降噪技術的研究動力,在下飛機之后就開始推導驗算,寫出了降噪耳機最原始的方程式。

      BOSE的創始人Amar G. Bose博士

      世界上第一個降噪耳機由此誕生。與所有的高精尖技術一樣,這項在當時看來先進的技術最早也是應用在軍事領域。

      在槍林彈雨中聽得更清楚一點,才能穩操勝券。

      直到 1989 年,BOSE才終于將這項技術投入量產,專供飛行員使用。此耳機剛一面市就得到了美國軍方的大單。

      據說,美國軍方通過給飛行員/地勤人員佩戴降噪耳機,節省由于噪音致殘而需發放的補償金達2億美金。

      其實,主動降噪技術的原理不是很復雜,就是通過收集噪聲,然后經過內部的降噪電路運算后,發出這些噪聲的反向聲波,來抵消噪音。

      原理簡單,但在實際應用中有一個非常關鍵的問題,那就是噪音的種類、頻率都不一樣,而且噪音的傳遞速度很快,總不能噪音都已經傳遞到耳朵里了,您這邊還沒運算清楚,這就沒得玩了。

      所以,如何在不同的噪音傳遞到耳朵之前就能清楚辨別,然后釋放出對應的聲波進行抵消,這就是這項技術的關鍵。

      據工程師介紹,BOSE的解決辦法是提前預判:通過收集當前噪音,對未來馬上要產生的噪音進行預判,在恰當的時機給出“未來噪音”的反向聲波,從而在下一波噪音抵達戰場之前就能排兵布陣,然后從容消滅來犯之敵。

      如今,這項技術已經不再局限于耳機層面,而是即將應用于車艙內,但這種轉變又將帶來一個新的問題。

      車艙不像耳機那樣緊貼著耳朵,可以在很小的范圍內對噪音進行攔截,而車艙內想要做到這一點,這就需要營造一個聲波場:利用多個揚聲器協調作業制造聲波場,確保噪音可以無死角被抵消,這就需要考慮到更多的場景和更加細致的算法支持。

      目前,這項技術對于路噪的抑制已經初見成效。在實際體驗的時候,教練員大方地將開關交給我們,大概意思是:“你們自個兒玩吧,打開開關就能感受到立竿見影的效果,不行算我輸……”

      經過體驗,我的個人感受如下:

      首先,效果確實是立竿見影,打開儀器開關,路噪立刻得到了有效的抑制,而且路面月顛簸,抑制效果越明顯,開關打開和關閉完全就是兩輛車的感覺。

      其次,目前的這套技術只對路噪有用,對于風噪和發動機噪音,以及其他噪音完全無效。也就是說,目前還停留在“術業有專攻”的階段,想要將所有噪音一網打盡,還有待時日。

      再者,雖然抑制效果非常明顯,但還達不到顛覆性的改變,并沒有將噪音完全消滅。所以我個人感覺這套系統還有更多可以發展的空間——不能說將噪音完全消滅,但是效果還可以再給力一些,這樣才能吸引更多的人來消費。

      或許在未來,主動降噪技術才是最正確的打開方式。

       

       

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