不用塞入耳朵的“外放”式主动降噪设备

主动降噪/控制(ANC)耳机,耳塞中的衬垫和外套可制造出无源声音衰减。这就是ANC降噪的机制,但长时间佩戴可能会感到不舒服,甚至造成伤害。

悉尼科技大学音频、声学和振动中心的研究人员正在开发一种新型的虚拟噪声消除系统。该系统将ANC组件从个人音频设备移到椅子的头枕中。

主动降噪技术已有近一个世纪的历史——可以追溯到1930年代,当时在美国获得了第一项专利。技术的基本原理是,发出波形完全互补的声音,抵消掉噪声。1989年,为航空业打造出了首个ANC原型耳机。1991年,日本车企开发出了可用于封闭空间中的噪音控制系统。

“但是,与ANC耳机相比,ANC头枕系统在过去几年中进展甚微。”本研究的作者之一Tong Xiao介绍说。

现有的ANC头枕使用布置在用户头部周围关键位置的麦克风拾音。最适合处理高达1 kHz的低频噪声。但是,耳机提供的无源噪声控制,可更有效地抵消高频噪声,包括人类语音,控制范围大约是4至6 kHz。

因此,悉尼团队尝试研发出可同时在高频和低频下工作的ANC系统。他们围绕激光多普勒振动计(LDV)构建远程声学传感系统,可测量大范围的非接触式振动。在实验里,他们在耳朵上放了一个耳环大小的微逆反射膜,作为LDV的拾音器。

测试大获成功,有效消除了1至6 kHz的背景噪声,衰减10至20 dB。

比起之前的头枕式降噪设计,悉尼团队的设计最简化,最接近通常的耳机。唯一的问题,“但是[局]局限性是……成本,因为该系统使用的LDV是精密的科学仪器,价格昂贵。但是,我们相信在不久的将来,科技进步可使该系统更具成本效益。”

原文:https://spectrum.ieee.org/tech-talk/consumer-electronics/audiovideo/active-noise-cancellation-using-ldvs

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