ヘッドフォンはどのようにノイズリダクションを実現しますか

Apr 29, 2025

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のノイズリダースデザインヘッドホンSは、アクティブノイズリダクションとパッシブノイズリダクションに分けることができます

 

パッシブノイズリダクションは、耳を音を吸う材料で耳を覆い、騒音を減らすためにしっかりとブロックすることです

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ただし、一般的に使用される音声吸収材料は、高周波範囲に優れた効果があり、低周波範囲に一般的な効果があり、パッシブノイズ低減は満足のいくものではありません。アクティブノイズリダクションの出現は、パッシブノイズリダクションの欠如を補います。 ANC(アクティブノイズキャンセル)ノイズリダクションとも呼ばれるアクティブノイズリダクションは、その原理は非常に単純です。ノイズ信号はマイクを介して収集され、データ計算のためにDSPチップに送信され、ノイズに大きさが等しいが位相とは反対の信号が生成され、2つの信号が重複します。その後、キャンセルされるとすぐにノイズが消えます。

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本当に簡単ですか?
ヘッドセットのさまざまなコンポーネントが周波数応答と位相応答に影響することを知ることが重要です。マイクによって収集された音曲線は、耳が聞いた音曲線とは異なります。マイクによって収集された曲線が直接反転された場合、ノイズ低減要件を満たすことができません。はい、それではどうすれば理想的なANCフィルター曲線を取得できますか?
答えはシミュレーション実験です。

 

同軸スピーカーを使用して、ノイズ源として20Hz -22 kHz周波数掃引音波を放出し、人間の耳シミュレーターの内部マイクを使用して人間の耳を置き換えます。そして、人間の耳に到達する音波を測定します。このようにして、a1(f)として記録されるイヤホン自体によって引き起こされるノイズ減衰を測定します。同時に、マイクに到達する音波が測定され、a2(f)として示され、最後はヘッドセットの内部スピーカーから人間の耳までの音波です。

 

20 Hzから22 kHzの周波数掃引信号は、イヤホン内のスピーカーによって放出され、信号はテストに使用される人工ヘッドのマイクによって収集されます。これは関数A3(f)として記録されます。これら3つの測定値を使用すると、式A _フィルター= a1(f) - (a2(f) + a3(f))に従ってANCフィルターの理想値を計算できます。

 

このようなノイズ低減方法は、FeedForwardノイズリダクションと呼ばれます。
現実には、ノイズ源の位置を決定できず、各人の耳の違いがあるため、これらはフィルタリング曲線の最終値に影響します。ノイズは完全ではありません。

 

それが非常に複雑であれば、外耳道の騒音信号を直接収集するだけでは十分ではないと言うかもしれません。そうです、フィードバックノイズリダクションは、マイクをイヤホンに外耳道の近くに配置し、加工のために外耳道からノイズ信号を収集することです。フィードバックノイズリダクションでは、ノイズ源の方向を気にする必要はありませんが、遅延問題により注意を払う必要があります。フィードバックタイプのノイズリダースマイクはスピーカーの前にあるため、信号処理時間がない場合でも、常に遅れて1つのビートです。

 

1 0 0 hzの低周波音期間は、式T =1/fに従って変換後0.01秒であり、5kHzの高周波信号の期間は0.0002Sであることがわかっています。
処理プロセスに0。0001秒の遅延がある場合、100Hzの倒立低周波信号は1/100サイクルによって遅延されますが、何も感じません。

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5kHzの逆高周波信号は半サイクルによって遅延され、元の信号が重ねられて、アクティブなノイズの強化に完全になります!

 

したがって、ノイズ周波数が低いほど、波形の変化が遅くなり、ノイズリダクション効果が向上します。 REFマイクが環境ノイズ +信号処理時間を受信して​​いる限り、フィードフォワードノイズリダクションはマイクが外にあるためです