2024年4月16日发(作者：板凌蝶)
主动降噪耳机的设计要点详细说明
目前应用在耳机中的主动降噪（ANC）技术有两种模式，分别称为前馈降噪和反馈降
噪，两者结合则组成混合降噪。不同的主动降噪技术在降噪深度和带宽上有各自的局限性，
这主要是由耳机声学结构、信号处理和系统信号延迟所共同决定的。本文将讨论如何结合实
际应用体验，将前馈和反馈两种降噪技术取长补短，从而最大程度扩展降噪带宽，并实现
40dB降噪深度。
前馈降噪
前馈降噪系统，由耳机输出与环境噪声频响相同但相位相反的信号来实现降噪。如图
1，前馈麦克风侦测噪声并透过滤波电路产生反相信号，在耳鼓处反相信号与噪声信号抵
消，从而降低人耳听到的噪声水平。这里的滤波电路主要用来补偿耳鼓和麦克风处检测到的
噪声之间的差异，另外对喇叭本身对消噪信号的响应能力也有补偿作用。
图1：前馈降噪耳机
图2：两种不同频率下系统延迟的影响
前馈降噪带宽，在低频处被耳机驱动模块限制在50Hz左右，在高频处被声学结构和信
号处理延迟限制3kHz。延迟会导致难以在消噪信号和噪声信号之间实现180度的相位反
转，高频部分因为波长较短更难处理。图2显示了两种频率下20μs延迟对降噪效果的影
响：频率为1500Hz时，残余噪声约剩1/5（14dBANC），但频率为4500Hz时，即使延迟不
变，残余噪声也已增加到3/5（仅4dBANC）。
实际可以尽量提前检测环境噪声来补偿该延迟，这便于处理器有更多时间处理并输出消
噪信号，另外，将降噪麦克风放置于远离耳道的入口也有利于扩大降噪的角度（图3）。
2024年4月16日发(作者：板凌蝶)
主动降噪耳机的设计要点详细说明
目前应用在耳机中的主动降噪（ANC）技术有两种模式，分别称为前馈降噪和反馈降
噪，两者结合则组成混合降噪。不同的主动降噪技术在降噪深度和带宽上有各自的局限性，
这主要是由耳机声学结构、信号处理和系统信号延迟所共同决定的。本文将讨论如何结合实
际应用体验，将前馈和反馈两种降噪技术取长补短，从而最大程度扩展降噪带宽，并实现
40dB降噪深度。
前馈降噪
前馈降噪系统，由耳机输出与环境噪声频响相同但相位相反的信号来实现降噪。如图
1，前馈麦克风侦测噪声并透过滤波电路产生反相信号，在耳鼓处反相信号与噪声信号抵
消，从而降低人耳听到的噪声水平。这里的滤波电路主要用来补偿耳鼓和麦克风处检测到的
噪声之间的差异，另外对喇叭本身对消噪信号的响应能力也有补偿作用。
图1：前馈降噪耳机
图2：两种不同频率下系统延迟的影响
前馈降噪带宽，在低频处被耳机驱动模块限制在50Hz左右，在高频处被声学结构和信
号处理延迟限制3kHz。延迟会导致难以在消噪信号和噪声信号之间实现180度的相位反
转，高频部分因为波长较短更难处理。图2显示了两种频率下20μs延迟对降噪效果的影
响：频率为1500Hz时，残余噪声约剩1/5（14dBANC），但频率为4500Hz时，即使延迟不
变，残余噪声也已增加到3/5（仅4dBANC）。
实际可以尽量提前检测环境噪声来补偿该延迟，这便于处理器有更多时间处理并输出消
噪信号，另外，将降噪麦克风放置于远离耳道的入口也有利于扩大降噪的角度（图3）。