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為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

作者:SOOMAL音頻影像

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主動降噪已經成為耳機新賣點,但不同耳機降噪性能差異巨大。近期國家市場監督管理總局針對主動降噪耳機進行風險監測,涉及60副耳機,檢測結果表明五成降噪量不足,可能存在一定的聽力損傷風險。為什麼主動降噪耳機的降噪性能會産生如此大的差異?其主要原因在主要集中在工程設計、采購品控、降噪算法三個方面。

<b>工程設計:外形設計與腔體設計</b>

為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

三星 Samsung Galaxy Buds Pro 藍牙真無線主動降噪耳機-與Galaxy Buds+耳機大小對比

為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

HUAWEI 華為 FreeBuds 4 藍牙真無線主動降噪耳機

主動降噪耳機工程設計上,如果不能比對大部分人的耳道和佩戴方式,會導緻各種漏音問題,導緻外界噪音透過耳塞傳導入耳,是以,其主動降噪能力就會大幅下降。舉一個典型例子,即使是華為的FreeBuds 4,這種華為希望大力出奇迹的産品,但由于其半入耳式設計,降噪性能也弱于其他入耳式或者頭戴式降噪耳機。另一方面則在于腔體設計,腔體設計的變化将帶來揚聲器與麥克風信号的變化,進而影響降噪效果。

廉價甚至白牌産品的模具相對粗糙一些,雖然有标準答案——AirPods Pro,但免不了遇到裝配精度不夠、白牌廠商更改設計等問題,品牌廠商對于中低端産品腔體的優化也可能不如中高端産品,導緻降噪性能出現差異。

<b>采購品控:元件一緻性等級與參數性能</b>

主動降噪需基于硬體實作,但如果這一套硬體性能參差不齊,就會導緻降噪性能“抽獎”。主動降噪原理很簡單,即通過麥克風監測環境噪音,再通過處理晶片分析噪音曲線,然後揚聲器産生反向聲波,抵消外界噪音。降噪能力差異問題,就出現在這裡的麥克風和揚聲器上。

為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

矽麥[圖檔來自網絡]

主動降噪耳機麥克風需要更高信噪比、靈敏度和一緻性。麥克風需要盡量多的采集和還原外界音頻資訊,若靈敏度和信噪比不夠高,則可能導緻外界噪音采樣不足,降噪能力有限。索尼供應商鑫港電子表示,高端降噪産品在設計中會選用SNR超過70甚至更高的麥克風以保證降噪效果。作為對比,根據豪威科技資料,行業内MEMS産品SNR(信噪比)值普遍為62dB,靈敏度為模拟矽麥:-38/-42±3dBV,數字矽麥:-22/-26±3dBFS。

為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

MEMS麥克風[圖檔來自網絡]

另一個問題則是一緻性,主動降噪性能需要更高靈敏度和相位一緻性。主動降噪是通過産生反向聲波抵消外界噪音,若用于降噪采樣的左右耳、耳道内外麥克風的一緻性不夠,降噪性能也會大打折扣,打個比方,同樣是MEMS麥克風,兩遍一邊靈敏度高,一邊靈敏度低,算法聽誰的?通常來說靈敏度一緻性要達到+/- 1dB範圍能達到更佳降噪效果,而上面的資料表示,普通麥克風靈敏度在+/- 3dB。

再比如揚聲器性能,由于主動降噪是通過反向抵消噪音,是以主動降噪耳機的揚聲器需要大動态(&gt;120dB)與快速瞬态反應才能更快對外界噪音做出反應,進而反向抵消。是以理論上說,降噪耳機也具備Hi-Fi潛質。降噪方案提供商深圳芯聯銳創表示,揚聲器的頻響的曲線一定要平整,尤其在低頻的部分,揚聲器失真越小越好

為什麼主動降噪耳機的降噪性能參差不齊?「劉延」

耳機揚聲器振膜

要實作麥克風的高信噪比、高靈敏度、高一緻性,以及大動态、快速瞬态的揚聲器,其實也不難,加錢就行。但白牌耳機和中低檔産品在硬體采購上就開始壓縮成本,尤其是華強北白牌耳機單批次采購量小、議價能力較弱,更難采購到高标準、高一緻性的元器件。這也是新聞中提到,個别産品左右耳降噪有差異的原因。

<b>算法設計</b>

白牌和中低端耳機通常不會單獨定制算法,就采用整套方案就行,不少方案就是來自于晶片提供廠商,但這些方案在軟體和硬體上适應性不夠好。此外,中低端晶片在降噪方面的性能也弱于中高端産品,如緩存大小、DSP性能等,恒玄BES2500系列為了降噪上了雙核M33和400MHz DSP。大牌耳機通常會單獨定制方案,以比對自家的軟硬體設計,實作針對性優化。

在工程設計、采購品控、降噪算法,這三方面,華強北AirPods Pro弱于品牌廠商中低端産品,品牌廠商中低端産品又弱于自家中高端主力,當然,這仨方面最強的,毫無疑問都是蘋果。是以,泥萌要是想買個華強北AirPods Pro,買來玩玩體驗體驗沒問題,至于降噪,就當抽獎吧,真想實作優秀降噪,還是得買大牌主力産品。

[Doc]key=TWS 主動降噪[/Doc]