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耳机主动降噪(ANC)性能的客观测试方法探讨
更新时间:2019-11-26 9:00:39 编辑:以寒 文章来源:声学世界 调整文字大小:【

当前,消费电子市场上的许多耳机都配备了主动降噪(ANC)功能。目前公认做得最好的是Bose和Sony。苹果新出的入耳式耳机Airpods Pro的降噪也很惊艳。华为也做了Freebuds 3开始探索半入耳式耳机的主动降噪。最基本的主动降噪原理大家都清楚,但整个降噪系统做得理想的公司和产品还不多。

关于耳机主动降噪(ANC)性能的客观测试方法,目前还没有行业标准,大家都在探索最合适的评估方法,以吻合消费者实际使用的情况。当然,行业标准的建立落后于产品的演化速度是常态。
    耳机在佩戴时本身也会提供一定程度的无源噪声衰减。

为了使测试对声场内的定位误差更加免疫,使用扩散声场测量降噪。可以在混响室或普通房间中创建,房间需要足够大,可以容纳4到8个不相关的声源。
    还可以增加不平行的反射面以及人体模型,再加上被测设备的旋转,以提高声场的扩散性。

使用定向麦克风或声强探头来验证声场的扩散性,测试人体模型头部和设备所占据的空间。测试频率带宽可以设置为100 Hz – 10 kHz。

具有八个不相关声源的房间,用于模拟扩散场

使用规定的粉红噪声信号,可以提供比较合理的信噪比S/N。一般来说建议声压级做到90到95 dB左右。测试环境中本底噪声尽量低。

分析可以使用1/3~1/6倍频程。分析频带太窄可能会有较大计算误差。

由于噪声信号是不稳定的,建议多遍测量取平均,测试时间也可以略长点,比如10~30秒。

由于被动降噪(无源降噪)在测试过程中一直会存在,所以需要通过从总降噪中减去计算出的被动降噪来计算主动降噪的贡献。

下面是五款不同的主动降噪耳机的实际测试结果。

A

B


C


D


E

从实测结果来看:
    ANC主动降噪对<1kHz的低频段噪声衰减明显。
    被动降噪对高频噪声衰减明显。
    如果配合好ANC降噪和被动降噪,可以将整个频段的降噪都有比较明显的收益,比如像第一款A,整体频段衰减>20dB。
    部分耳机在低频段<500Hz,尤其是第二款B比较明显,被动降噪反倒>0,可能是由于低频机械或者声学的谐振和耦合。
    第一款耳机A的主动降噪,在2-4kHz附近>0dB,意味着这增强了外部噪声信号,有可能是因为ANC电路产生了一个相位差90°以内的信号,而不是差180°。
    如果刻意主动增强外部噪声信号,抵消被动降噪的效果,这样戴上耳机也可以清晰听到周围的声音,有些公司叫“环境音模式”,或者“通透模式”。

更多相关: 耳机主动降噪ANC
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