主動式降噪(ANC)之原理與分析 | TechTeller (科技說)

什麼是主動式降噪(ANC)?

相信聽到主動式降噪的人們一定會非常好奇，到底原理是甚麼? 生活上最常聽到這詞的，莫過於應用於耳機上的主動式降噪耳機了，希望透過詳細的說明，能夠讓讀者更了解主動式降噪(ANC)的原理以及相關的優缺點。

原理:

主動降噪就是通過降噪系統產生與外界噪音相等的反向聲波，將噪音中和，從而實現降噪的效果(請參考下圖)。

主動式降噪耳機:

若是經由於耳機內之麥克風，主動偵測人耳可聽到之環境低頻噪音(100-1Hz)，然後將雜訊信號傳至控制電路，讓控制電路進行即時的運算，通過喇叭發射與噪音相位相反、振幅相同的聲波就能夠抵銷噪音。

主動式降噪耳機帶有與外界噪聲抗衡的降噪電路，為了透過硬體機制達到降噪效果，內部組成為拾音器（環境噪音）、處理晶片（分析噪音）、揚聲器（產生反響聲波），以便完成整個降噪過程。

ANC降噪原理說明

引用來源: http://zone.ni.com/reference/en-XX/help/372357A-01/lvaftconcepts/aft_anc/

主動式與被動式之區隔:

事實上降噪耳機分為主動式降噪耳機和被動式降噪耳機。相對於主動式降噪耳機，強調隔音機制之耳機稱為被動式抗噪耳機或隔噪耳機，但機制和主動式不同，主要目的為隔絕防止噪音進入耳道，也就是靠耳塞的材質與緊密度等等決定。

主動式降噪的好處:

抗噪機制使人不提高過多音量即可享受音樂。也可不放音樂只是使用降噪功能，幫助飛機或列車之乘客睡眠。並且不因為環境噪音過大而開啟過多音量之音樂，導致長期傷耳。

主動式降噪真的無懈可擊?

抗噪耳機通常使用ANC 消除低頻噪音，以主動方式消除高頻噪音效果不佳(也就是人聲的部分)。因為人耳所能聽到的頻率是20HZ-20KHZ，人聲的頻率範圍是100HZ-8KHZ，大部分環境和車輛噪音是在100HZ-1KHZ範圍內，市面上的主動降噪耳機降噪頻段是100HZ-1KHZ，即使一些好的降噪耳機，最多提升個幾百HZ，覆蓋不了語音的全頻段，因此對於語音的降噪效果達不到環境音的降噪效果。所以高頻噪音仍然得依靠傳統隔音機制（即被動抗躁），同時這也可簡化複雜的電子電路裝置。真正要完全消除高頻噪音，感應器和麥克風必須置放於聽者鼓膜旁，因此技術上來說目前還無法實現。

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