▲人可見的音頻與音壓,降噪的重點在于將處在“黃”色區域的聲音消除
不同頻率的聲音,會有不同傳播特性。聲波在傳播過程中都會有衰減,而衰減又分為:
1.擴散衰減
物體振動發出的聲波向四周傳播,聲波能量逐漸擴散開來。能量的擴散使得單位面積上所存在的能量減小,聽到的聲音就變得微弱。單位面積上的聲波能量隨著聲源距離的平方而遞減。
2.吸收衰減
聲波在固體介質中傳播時,由于介質的粘滯性而造成質點之間的內摩擦,從而使一部分聲能轉變為熱能;同時,由于介質的熱傳導,介質的稠密和稀疏部分之間進行熱交換,從而導致聲能的損耗,這就是介質的吸收現象。介質的這種衰減稱為吸收衰減。通常認為,吸收衰減與聲波頻率的一次方、頻率的平方成正比。
3.散射衰減
當介質中存在顆粒狀結構(如液體中的懸浮粒子、氣泡,固體中的顆粒狀結構、缺陷、攙雜物等)而導致的聲波的衰減稱散射衰減。通常認為當顆粒的尺寸遠小于波長時,散射衰減與頻率的四次方成正比;當顆粒尺寸與波長相近時,散射衰減與頻率的平方成正比。
綜上所述,擴散衰減只與距聲源的距離有關,與介質本身的性質無關;吸收衰減與散射衰減大小則取決于聲波的頻率和介質本身的性質。高頻的聲音容易衰減,低頻的聲音較難衰減,這也是現有降噪手段的理論基礎。
對于高頻噪聲,通常采用的是物理阻隔的方法,例如采用更多的吸聲材料,這也是所謂的被動降噪,而對于低頻噪聲,吸聲材料的作用就有限了,此時主動降噪也就成為了必要手段。
而也正是因為對于高低頻噪聲不同的降噪特性,主動降噪和被動降噪技術被綜合地使用很多降噪耳機中。
主動降噪技術:用來消除頻率較低的背景環境聲音,對于大多數廠商來說,低頻噪聲的閥值設置為1 kHz,而像SONY這種技術儲備雄厚的廠商,通過采用極低延遲的DNC(Digital Noise Cancelling )電路,已經具備對頻率3 kHz噪聲實現主動降噪處理。