降噪方法
降低噪音通常所採用的三種降噪措施,即在聲源處降噪、在傳播過程中降噪及在人耳處降噪,都是被動的。為了主動地消除噪聲,人們發明了“有源消聲”這一技術。它的原理是:所有的聲音都由一定的頻譜組成,如果可以找到一種聲音,其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣,只是相位剛好相反(相差180°),就可以將這噪聲完全抵消掉。關鍵就在於如何得到那抵消噪聲的聲音。實際採用的辦法是:從噪聲源本身著手,設法通過電子線路將原噪聲的相位倒過來。由此看來,有源消聲這一技術實際上是“以毒攻毒”。
聲音是由物體振動產生的,而振動在彈性介質中的傳播形式就是聲波,處於一定頻率範圍內(20~20000Hz)的聲波作用於人耳就產生了聲音的感覺。噪聲(noise)通常定義為“不需要的聲音”(unwanted sound),是一種環境現象。人一生都暴露在有噪聲的環境,噪聲也是一種由人類各種活動產生的環境污染物。振動(vibration),是物體(或物體的一部分)沿直線或曲線並經過平衡位置所作的往復的周期性運動。它廣泛存在於自然界和工程界。
既然振動是噪聲之源,現在減振降噪實踐中,通過解決振動就可以有效解決噪聲問題。在常見的噪聲治理中,金屬薄板振動如空氣動力機械的管壁,機器的外殼,車體和船體等一般均由薄金屬板製成,當設備運行時,這些薄板都會產生振動,進而輻射噪聲,象這類由金屬板結構振動引起的噪聲稱之為結構噪聲。對於這種金屬板輻射噪聲的有效控制方法,一是在設計上,儘量減少其噪聲輻射面積,去掉不必要的金屬板面;二是在金屬結構上塗敷一層阻尼塗料,利用阻尼材料抑制結構振動、減少噪聲,這種方法我們稱之為阻尼減振(vibration damping),便是一種主動的降噪技術。
降噪耳機
降噪耳機,採用主動噪音控制,不同於一般耳機的被動隔音。其原理為:
1. 先由安置於耳機內的訊號麥克風偵測耳朵能聽到的環境中低頻噪音 (100 ~ 1000Hz)(目前已經可以到3000Hz)
2. 再將噪聲訊號傳至控制電路,控制電路進行實時運算
3. 通過 Hi-Fi 喇叭發射與噪音相位相反、振幅相同的聲波來抵消噪音
4. 因此噪音就消失聽不見了
主動降噪耳機價格昂貴,但是一般效果優秀(philips入門級那個玩具除外),佩戴舒適。但是需要獨立電池供電,大多數主動降噪耳機可以不耗電使用(也不主動降噪)。
相關運用
主動降噪在汽車中的運用:
凱迪拉克是率先將主動降噪技術運用於汽車領域的品牌。2013年一季度在國內上市的凱迪拉克XTS豪華轎車,其BOSE 5.1環繞聲高級音響系統具備主動降噪靜音系統(ANC),用車內麥克風采集噪音樣本,經系統分析處理之後,由車載音響的揚聲器播放相反的音頻,以抵消噪音波,營造更安靜的車內氛圍。