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为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

作者:SOOMAL音频影像

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主动降噪已经成为耳机新卖点,但不同耳机降噪性能差异巨大。近期国家市场监督管理总局针对主动降噪耳机进行风险监测,涉及60副耳机,检测结果表明五成降噪量不足,可能存在一定的听力损伤风险。为什么主动降噪耳机的降噪性能会产生如此大的差异?其主要原因在主要集中在工程设计、采购品控、降噪算法三个方面。

<b>工程设计:外形设计与腔体设计</b>

为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

三星 Samsung Galaxy Buds Pro 蓝牙真无线主动降噪耳机-与Galaxy Buds+耳机大小对比

为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

HUAWEI 华为 FreeBuds 4 蓝牙真无线主动降噪耳机

主动降噪耳机工程设计上,如果不能匹配大部分人的耳道和佩戴方式,会导致各种漏音问题,导致外界噪音透过耳塞传导入耳,因此,其主动降噪能力就会大幅下降。举一个典型例子,即使是华为的FreeBuds 4,这种华为希望大力出奇迹的产品,但由于其半入耳式设计,降噪性能也弱于其他入耳式或者头戴式降噪耳机。另一方面则在于腔体设计,腔体设计的变化将带来扬声器与麦克风信号的变化,进而影响降噪效果。

廉价甚至白牌产品的模具相对粗糙一些,虽然有标准答案——AirPods Pro,但免不了遇到装配精度不够、白牌厂商更改设计等问题,品牌厂商对于中低端产品腔体的优化也可能不如中高端产品,导致降噪性能出现差异。

<b>采购品控:元件一致性等级与参数性能</b>

主动降噪需基于硬件实现,但如果这一套硬件性能参差不齐,就会导致降噪性能“抽奖”。主动降噪原理很简单,即通过麦克风监测环境噪音,再通过处理芯片分析噪音曲线,然后扬声器产生反向声波,抵消外界噪音。降噪能力差异问题,就出现在这里的麦克风和扬声器上。

为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

硅麦[图片来自网络]

主动降噪耳机麦克风需要更高信噪比、灵敏度和一致性。麦克风需要尽量多的采集和还原外界音频信息,若灵敏度和信噪比不够高,则可能导致外界噪音采样不足,降噪能力有限。索尼供应商鑫港电子表示,高端降噪产品在设计中会选用SNR超过70甚至更高的麦克风以保证降噪效果。作为对比,根据豪威科技数据,行业内MEMS产品SNR(信噪比)值普遍为62dB,灵敏度为模拟硅麦:-38/-42±3dBV,数字硅麦:-22/-26±3dBFS。

为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

MEMS麦克风[图片来自网络]

另一个问题则是一致性,主动降噪性能需要更高灵敏度和相位一致性。主动降噪是通过产生反向声波抵消外界噪音,若用于降噪采样的左右耳、耳道内外麦克风的一致性不够,降噪性能也会大打折扣,打个比方,同样是MEMS麦克风,两遍一边灵敏度高,一边灵敏度低,算法听谁的?通常来说灵敏度一致性要达到+/- 1dB范围能达到更佳降噪效果,而上面的数据表示,普通麦克风灵敏度在+/- 3dB。

再比如扬声器性能,由于主动降噪是通过反向抵消噪音,因此主动降噪耳机的扬声器需要大动态(&gt;120dB)与快速瞬态反应才能更快对外界噪音做出反应,进而反向抵消。所以理论上说,降噪耳机也具备Hi-Fi潜质。降噪方案提供商深圳芯联锐创表示,扬声器的频响的曲线一定要平整,尤其在低频的部分,扬声器失真越小越好

为什么主动降噪耳机的降噪性能参差不齐?「刘延」

耳机扬声器振膜

要实现麦克风的高信噪比、高灵敏度、高一致性,以及大动态、快速瞬态的扬声器,其实也不难,加钱就行。但白牌耳机和中低档产品在硬件采购上就开始压缩成本,尤其是华强北白牌耳机单批次采购量小、议价能力较弱,更难采购到高标准、高一致性的元器件。这也是新闻中提到,个别产品左右耳降噪有差异的原因。

<b>算法设计</b>

白牌和中低端耳机通常不会单独定制算法,就采用整套方案就行,不少方案就是来自于芯片提供厂商,但这些方案在软件和硬件上适应性不够好。此外,中低端芯片在降噪方面的性能也弱于中高端产品,如缓存大小、DSP性能等,恒玄BES2500系列为了降噪上了双核M33和400MHz DSP。大牌耳机通常会单独定制方案,以匹配自家的软硬件设计,实现针对性优化。

在工程设计、采购品控、降噪算法,这三方面,华强北AirPods Pro弱于品牌厂商中低端产品,品牌厂商中低端产品又弱于自家中高端主力,当然,这仨方面最强的,毫无疑问都是苹果。所以,泥萌要是想买个华强北AirPods Pro,买来玩玩体验体验没问题,至于降噪,就当抽奖吧,真想实现优秀降噪,还是得买大牌主力产品。

[Doc]key=TWS 主动降噪[/Doc]