降噪耳机如何降噪 ANC降噪浅析
坐飞机的时候，发动机一直在耳边"嗡嗡嗡"。
你戴上降噪耳机，打开ANC，世界突然安静了一截。那一瞬间很容易产生一个错觉：耳机是不是往外发了一层什么东西，把噪音给盖住了？
还真有点像。只是它干的事情比"盖住"聪明：先听见噪音，再制造一个和噪音相反的声波，让两者碰到一起以后互相抵消。
图解1
第一种：什么都不算，单纯把声音挡在外面
最简单的降噪，其实就是被动降噪。
海绵耳塞塞进耳朵，把耳道堵住；厚一点的耳罩把耳朵整个包起来，本质上都是在增加声音传播的阻力。声音传不过来，自然就安静了。
这种办法对中高频声音通常比较有效，比如键盘声、说话声、一些尖锐的环境噪音。但遇到飞机发动机、地铁运行、空调压缩机这种低频"嗡嗡声"，效果就没那么理想。原因很简单：低频声音波长更长、穿透和绕射能力更强，单纯靠一层海绵和塑料，很难彻底拦下来。
挡不住，那就换个思路，把它抵消掉。这就轮到主动降噪，也就是ANC登场了。
第二种：不是挡声音，而是和声音"对着干"
这里是主动降噪最核心的地方。
声音本质上是一种波。一列声波传播过来，可以简单理解成空气不断经历压缩和稀疏。画成波形以后，就会出现一个个波峰和波谷。
如果两个相同方向的波叠在一起，波峰碰波峰，波谷碰波谷，声音反而会增强，这叫同相叠加。但如果让第二个波反过来，原本的波峰对应另一个波的波谷，波谷对应波峰，两者相遇以后就会互相削弱。
这就是破坏性干涉。最理想的情况，是制造出一个相差约180°的反向声波。
原来的声音是波峰、波谷、波峰；耳机制造出来的，就是波谷、波峰、波谷。两个波撞到一起，彼此抵消。
所以降噪耳机做的事，从头到尾就一件：用一个反向声波去抵消原来的声波。
这也是为什么ANC对飞机发动机、地铁、空调这类稳定低频噪音特别有效。这种声音比较连续、规律，也比较容易预测。
图解2
可问题来了：耳机怎么知道该制造什么样的反向声波？
这就要靠耳机里的几个关键零件。
首先是麦克风。有些耳机采用前馈式设计，麦克风装在耳机外侧，提前收集环境声音；还有反馈式设计，麦克风放在耳机内侧，专门检测耳道里还剩多少噪音。更高级一点的是混合式ANC，外侧和内侧各放一套麦克风，两边一起工作——外面先听一次，里面再检查一次。
接下来，采集到的声音会进入数字信号处理器，也就是DSP，或者专门的降噪芯片。它需要迅速分析噪音的频率、相位等信息，然后计算出对应的反向声波，再交给扬声器播放出来。整个过程需要在极短时间内完成，通常以毫秒级响应为基础。
所以你刚听到飞机发动机一声"嗡"，耳机芯片已经开始分析了：这位客人主要是低频。然后开始生成反向信号。
图解3
但这里还有一个非常关键的问题：为什么降噪耳机有时候很安静，有时候却像突然失灵了一样？
因为ANC也有自己的弱项。
ANC的弱势
它最擅长的，偏偏是那些"嗡嗡嗡"
飞机发动机、空调、地铁、电机，这些声音通常比较低频，而且连续、规律。对于耳机来说，这种噪音非常好处理，因为它大概知道下一刻还会出现什么。
反过来，人声、喇叭声、婴儿哭声这类中高频噪音，变化速度快，波形复杂，很难提前预测。你刚刚听到"喂"，下一秒可能就变成"砰"。耳机不是算命先生，对这种声音，主动降噪通常就没那么强。
这也是为什么你戴着ANC坐飞机，发动机声音明显小了，但旁边的人一开口说话，你还是能听见。耳机没坏，只是低频容易预测，中高频比较难预测。
另外，厂商宣传里的"降噪深度"通常用分贝表示，但一个数字并不能代表耳机在所有频率上的表现。真正看降噪能力，还得看它覆盖的频率范围，以及不同频段实际能降低多少声音。
那通透模式又是什么？
这个其实更有意思。
你打开耳机的环境音或者通透模式，耳机的降噪能力并没有消失，只是工作方向反过来了：外部麦克风先收集环境声音，再通过耳机扬声器把这些声音播放到耳道里。于是你戴着耳机，依然可以听见周围的人说话、汽车鸣笛或者环境提示音。所以通透模式本质上就是麦克风帮你"听外面的世界"，在和别人交流、过马路或者需要注意周围环境的时候非常方便。
于是现在的降噪耳机已经不是简单的"安静"和"吵闹"二选一：ANC尽量减少外界声音，通透把外界声音带回来，普通模式让声音自然进入。三个模式来回切换，想听多少外面的世界，由你自己定。
最后回头看一副降噪耳机，你会发现它其实挺复杂。外面有麦克风，里面有麦克风，中间有DSP和降噪芯片，最后再由扬声器把计算出来的反向声波送进耳道。而这一切工作的目的只有一个：让原本嘈杂的环境声，在你的耳朵里尽量安静下来。
它并没有把世界的声音"关掉"，只是先认真听了一遍，再发出一个反向声波，把刚才听到的抵消掉。这就是ANC的工作方式。
