當(dāng)前,消費電子市場上的許多耳機(jī)都配備了主動降噪(ANC)功能。目前公認(rèn)做得最好的是Bose和Sony。蘋果新出的入耳式耳機(jī)Airpods Pro的降噪也很驚艷。華為也做了Freebuds 3開始探索半入耳式耳機(jī)的主動降噪。最基本的主動降噪原理大家都清楚,但整個降噪系統(tǒng)做得理想的公司和產(chǎn)品還不多。
關(guān)于耳機(jī)主動降噪(ANC)性能的客觀測試方法,目前還沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),大家都在探索最合適的評估方法,以吻合消費者實際使用的情況。當(dāng)然,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立落后于產(chǎn)品的演化速度是常態(tài)。
耳機(jī)在佩戴時本身也會提供一定程度的無源噪聲衰減。
為了使測試對聲場內(nèi)的定位誤差更加免疫,使用擴(kuò)散聲場測量降噪。可以在混響室或普通房間中創(chuàng)建,房間需要足夠大,可以容納4到8個不相關(guān)的聲源。
還可以增加不平行的反射面以及人體模型,再加上被測設(shè)備的旋轉(zhuǎn),以提高聲場的擴(kuò)散性。
使用定向麥克風(fēng)或聲強(qiáng)探頭來驗證聲場的擴(kuò)散性,測試人體模型頭部和設(shè)備所占據(jù)的空間。測試頻率帶寬可以設(shè)置為100 Hz – 10 kHz。
具有八個不相關(guān)聲源的房間,用于模擬擴(kuò)散場
使用規(guī)定的粉紅噪聲信號,可以提供比較合理的信噪比S/N。一般來說建議聲壓級做到90到95 dB左右。測試環(huán)境中本底噪聲盡量低。
分析可以使用1/3~1/6倍頻程。分析頻帶太窄可能會有較大計算誤差。
由于噪聲信號是不穩(wěn)定的,建議多遍測量取平均,測試時間也可以略長點,比如10~30秒。
由于被動降噪(無源降噪)在測試過程中一直會存在,所以需要通過從總降噪中減去計算出的被動降噪來計算主動降噪的貢獻(xiàn)。
下面是五款不同的主動降噪耳機(jī)的實際測試結(jié)果。
A
B
C
D
E
從實測結(jié)果來看:
ANC主動降噪對<1kHz的低頻段噪聲衰減明顯。
被動降噪對高頻噪聲衰減明顯。
如果配合好ANC降噪和被動降噪,可以將整個頻段的降噪都有比較明顯的收益,比如像第一款A(yù),整體頻段衰減>20dB。
部分耳機(jī)在低頻段<500Hz,尤其是第二款B比較明顯,被動降噪反倒>0,可能是由于低頻機(jī)械或者聲學(xué)的諧振和耦合。
第一款耳機(jī)A的主動降噪,在2-4kHz附近>0dB,意味著這增強(qiáng)了外部噪聲信號,有可能是因為ANC電路產(chǎn)生了一個相位差90°以內(nèi)的信號,而不是差180°。
如果刻意主動增強(qiáng)外部噪聲信號,抵消被動降噪的效果,這樣戴上耳機(jī)也可以清晰聽到周圍的聲音,有些公司叫“環(huán)境音模式”,或者“通透模式”。
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