一文看懂主动降噪技术的前世今生

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人类与噪音的斗争史可以追溯到原始社会了。老祖宗们没多少见识,打个雷都会吓得捂住耳朵。这也算是人类最早的主动降噪手段了,屡试不爽,沿用至今。

但要说利用这种降噪手段成为历史达人的,当属《吕氏春秋》当中的一段记载:晋国贵族范式在覆灭的时候,百姓发现了他们家的钟(古代打击乐器),想要顺走但又怕移动的时候响起来惊动别人,于是就想出了一个好办法,那就是捂住自己的耳朵,然后再动手……

这就是人类在探索降噪的历程中最著名的失败案例:掩耳盗铃。

所以,隔音降噪的手段历史悠久,发展至今也衍生出很多相关产品:耳塞、隔音棉、隔音板等。

后来,人们发现这种手段的隔音效果有限,所以也在探索更多方法,比如用其他声音来盖过噪音,听音乐就是一个不错的选择。

于是,遇到隔壁装修的时候,很多人选择带起耳机,或者直接把音响声音调大。

殊不知夹杂着噪音的音乐,本身也就成了噪音,所以这也不是降噪的终极奥义。为了听到更加纯粹的音乐,降噪耳机由此诞生。

之前和BOSE的“攻城狮”交流,大师侃侃而谈,讲述了主动降噪技术的由来。

1978年,BOSE的创始人Amar G. Bose博士在从欧洲飞往波士顿的飞机上,发现飞机引擎的噪音干扰了他戴耳机欣赏音乐的兴致。这激发了他对主动降噪技术的研究动力,在下飞机之后就开始推导验算,写出了降噪耳机最原始的方程式。

BOSE的创始人Amar G. Bose博士

世界上第一个降噪耳机由此诞生。与所有的高精尖技术一样,这项在当时看来先进的技术最早也是应用在军事领域。

在枪林弹雨中听得更清楚一点,才能稳操胜券。

直到 1989 年,BOSE才终于将这项技术投入量产,专供飞行员使用。此耳机刚一面市就得到了美国军方的大单。

据说,美国军方通过给飞行员/地勤人员佩戴降噪耳机,节省由于噪音致残而需发放的补偿金达2亿美金。

其实,主动降噪技术的原理不是很复杂,就是通过收集噪声,然后经过内部的降噪电路运算后,发出这些噪声的反向声波,来抵消噪音。

原理简单,但在实际应用中有一个非常关键的问题,那就是噪音的种类、频率都不一样,而且噪音的传递速度很快,总不能噪音都已经传递到耳朵里了,您这边还没运算清楚,这就没得玩了。

所以,如何在不同的噪音传递到耳朵之前就能清楚辨别,然后释放出对应的声波进行抵消,这就是这项技术的关键。

据工程师介绍,BOSE的解决办法是提前预判:通过收集当前噪音,对未来马上要产生的噪音进行预判,在恰当的时机给出“未来噪音”的反向声波,从而在下一波噪音抵达战场之前就能排兵布阵,然后从容消灭来犯之敌。

如今,这项技术已经不再局限于耳机层面,而是即将应用于车舱内,但这种转变又将带来一个新的问题。

车舱不像耳机那样紧贴着耳朵,可以在很小的范围内对噪音进行拦截,而车舱内想要做到这一点,这就需要营造一个声波场:利用多个扬声器协调作业制造声波场,确保噪音可以无死角被抵消,这就需要考虑到更多的场景和更加细致的算法支持。

目前,这项技术对于路噪的抑制已经初见成效。在实际体验的时候,教练员大方地将开关交给我们,大概意思是:“你们自个儿玩吧,打开开关就能感受到立竿见影的效果,不行算我输……”

经过体验,我的个人感受如下:

首先,效果确实是立竿见影,打开仪器开关,路噪立刻得到了有效的抑制,而且路面月颠簸,抑制效果越明显,开关打开和关闭完全就是两辆车的感觉。

其次,目前的这套技术只对路噪有用,对于风噪和发动机噪音,以及其他噪音完全无效。也就是说,目前还停留在“术业有专攻”的阶段,想要将所有噪音一网打尽,还有待时日。

再者,虽然抑制效果非常明显,但还达不到颠覆性的改变,并没有将噪音完全消灭。所以我个人感觉这套系统还有更多可以发展的空间——不能说将噪音完全消灭,但是效果还可以再给力一些,这样才能吸引更多的人来消费。

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