主动降噪和被动降噪的区别是什么,主动降噪技术 原理 实现方式

题图来自Unsplash，基于CC0协议

导读

自带降噪和被动降噪，虽然都服务于“降低噪音”这个目标，但它们的实现机制、效果、优缺点以及适用场景都截然不同，就像一个是“堵耳朵”，一个是“制造对抗声波”。

核心原理大不同

• 被动降噪： 被动降噪，顾名思义，顾名思义，是依赖物理隔离和吸收来实现降噪的。“物理”二字是关键。它通过增加声音传播路径上的阻碍，或者利用材料吸收部分声音能量，从而减少传入耳朵的声音强度。 思考起来，当我们用耳塞塞住耳朵，或者使用厚实的隔音耳机罩，这些做法本质就是被动降噪。耳塞是通过增加耳道入口的密闭性和物理阻碍，让声音难以进入。而那些由棉、记忆棉、硅胶甚至特殊吸声材料制成的耳机垫圈或外壳，也是同样的原理，在声音进入耳边的那一瞬间，就努力将其“截胡”。

• 主动降噪： 主动降噪就像是一个“微型声呐对抗系统”。它的核心工作原理是：首先，通过内置的麦克风感知外界的噪声信号。这些麦克风通常设置在靠近用户耳朵的位置，以便准确捕捉干扰噪音。然后，系统内部的降噪芯片会迅速分析这个噪声信号，计算出一个完全相反、相位滞后 180 度的“抵消信号”。接着，耳机另一侧的扬声器会发出这个反向声波，与原始噪声声波在用户的双耳附近发生干涉。根据物理学的叠加原理，如果这两个声波声强相同、频率相同、相位相反，那么它们就能相互抵消，从而达到降低环境噪音的效果。容易理解，飞机起飞降落时巨大的轰鸣声或低频持续的轰鸣声，因为频率相对单一且稳定，是主动降噪技术最擅长应对的。

降噪效果与适用范围

• 被动降噪： 效果主要取决于耳塞的材质、形状、佩戴紧密度以及耳机外壳的密封程度。一般来说，高质量的入耳式耳塞能提供约 20-30 dB 的降噪效果，而半入耳或头戴式耳机则通常能提供更高的被动 Noise Isolation（隔离），大约 15-40 dB 不等。它的优势在于无处不降噪，不受耳机开关控制（只要戴着，物理隔音就在持续），而且即使主动降噪功能关闭或耳机没电，被动隔音依然有效。

• 主动降噪： 主要依赖技术处理特定频率的持续性噪音，其优势在于能在开放声音的基础上，对选定的噪声源进行削弱（Noise Cancellation）。根据耳机和算法不同，主动降噪能提供的降噪效果在 10-40 dB 范围内，对 30 Hz – 1000 Hz 的低频噪音（如飞机引擎声、空调声、地铁震动声）有显著效果。但它的弱点在于：

  1. 频率局限： 对高频短波突发性噪音（例如人声交谈、手机提示音、手指划屏的摩擦声）效果不佳，甚至可能放大这些声音。
  2. 电源依赖： 需要耳机内置电池供电才能工作。
  3. 环境变化： 如果环境中的“噪音样板”发生剧变（比如刚才在机场人声嘈杂，突然切换到安静街道），可能需要重新校准或者效果下降。机场登机口广播，但一旦引擎开始轰鸣，主动降噪就能大显身手。

优缺点与了解应用

• 被动降噪：

  • 优点：无电源依赖，使用可靠，降噪独立于主动功能，耳机静止时就能开始作用，成本通常较低（体现在耳朵舒适度和材质厚度上）。
  • 缺点：降噪能力上限有限（几十分贝），且主要依靠物理隔绝，对穿透性强的噪声效果有限，佩戴舒适度容易受到密闭程度影响，容易有“闷”的感觉。

• 主动降噪：

  • 优点：在特定应用场景（持续性噪音环境）能提供更显著的降噪效果，使得声音听起来更 “敞亮”（低频被降噪），对用户主观感受体验更有利，将噪声控制在可控范围。
  • 缺点：需要消耗能量，开启或关闭需要手动操作；对高频、瞬态声音效果差；耳机静态时或靠近声源时效果不佳；成本通常较高，尤其是性能优异的 ANC 技术。

应用场景与适配性

选择哪种降噪方式，或者两者结合，取决于你的需求和使用场景。

• 如果你只希望减少办公室内部机器的嗡嗡声，或者在地铁车厢里隔离一下路轨振动传递上来的低频咕噜声，一件配备良好被动隔音的降噪耳机就能满足大部分情况。
• 若你在通勤或飞行时，需要完全隔绝引擎和飞行噪音以助眠或工作，理解降噪的核心理念和产品差异对于挑选至关重要，那么一边的主动降噪技术不仅提供更安静的聆听环境，甚至在一些高端型号中，还能在保持声音清晰的前提下，显著帮助减少疲劳感。 另外，在通常不太嘈杂的环境，如图书馆看书、办公室办公，甚至运动、做饭时戴着耳机听音乐、播客或通话时，障碍物带来的声音均有一定干扰，但不需要精密降噪时，高质量的被动降噪也可以保证良好的听感，甚至比开启主动降噪带来更自然的声音环境。

总而言之，对于想要选择适合自己情况的降噪产品的单身人士，真正明白降噪原理和了解降噪耳机特性非常重要。被动降噪是耳机的基础防线，提供物理壁垒；主动降噪则是在耳边上演一场智慧的声学博弈，通过发射反向音波进行抵消。最好的“降噪”通常是两者的结合，付费借助高品质的被动隔音设计，同时拥有低功耗的主动降噪技术，以实现最佳的噪音控制效果。