實際的設(shè)計考慮

　　前饋解決方案最大的挑戰(zhàn)是要確保用戶耳朵周圍的環(huán)境受控。由于用戶耳朵的形狀和大小因人而異，耳機(jī)的適合程度會存在差異。如果想要達(dá)到最佳的降噪效果，就需要不同的傳遞函數(shù)來配合這些不同的物理特性。

　　這意味著，當(dāng)按前饋方式設(shè)計耳機(jī)時，耳機(jī)必須適合每個人或者必須被設(shè)計為能夠確保不同人之間的差異性對傳遞函數(shù)的影響最小。前饋耳機(jī)中的受控漏電路徑可以滿足這個需求。

　　當(dāng)考慮反饋式設(shè)計時，主要問題是在何處放置麥克風(fēng)以及如何確保整個頻率范圍內(nèi)的聲學(xué)特性都受控。這點十分微妙，但它并不是未知的領(lǐng)域。許多專利都涉及到對麥克風(fēng)位置和前后腔尺寸/比例的研究。

　　在設(shè)計方案的權(quán)衡上，通常優(yōu)先考慮音頻響應(yīng)，此時主動降噪性能就能非常好地配合。在這些情況下，主動降噪特性通常受限于頻率帶寬，但卻能夠達(dá)到足夠或甚至是顯著的降噪水平。這種方法即使在電量耗盡的情況下，依然能夠確保耳機(jī)音質(zhì)。

　　另一種方法是優(yōu)先考慮主動降噪性能，此時必須對音頻響應(yīng)進(jìn)行調(diào)整以確保音效。這樣，耳機(jī)就需要一直保持在供電狀態(tài)，或者必須采用某種內(nèi)部無源均衡產(chǎn)生“悅耳”的聲音。

　　模擬對數(shù)字

　　設(shè)計人員可以選擇數(shù)字或模擬信號處理方法。傳統(tǒng)的數(shù)字解決方案主要依賴于預(yù)測，并且僅能夠?qū)Α胺€(wěn)態(tài)”噪聲實現(xiàn)降噪，例如恒定的發(fā)動機(jī)噪聲或者其他恒定的頻率噪聲。

　　主動降噪耳機(jī)必須盡量減少延遲以應(yīng)對不均勻的噪聲。麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器之間的距離通常為0.7cm，相當(dāng)于20μs的聲音傳播延遲。對于數(shù)字實現(xiàn)而言，模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換也只有20μs間隔（圖2）。

　　圖2：在麥克風(fēng)至揚(yáng)聲器的距離為0.7cm的情況下，信號鏈的傳播延遲不會超過20μs.

　　滿足時序要求的標(biāo)準(zhǔn)150MIPS、24位DSP、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的典型功耗約為113mW.相比之下，具有類似（如果不是更好）性能的模擬應(yīng)用（例如奧地利微電子（AMS）公司的AS3400）消耗的功率小于10mW.出于電池續(xù)航時間考慮，業(yè)界一般傾向于選用模擬方案。

　　另一方面，數(shù)字解決方案的開發(fā)變得更加精確和面向軟件。而且，設(shè)計人員也能夠更容易地實現(xiàn)均衡、低音增強(qiáng)和環(huán)繞立體聲等特性--當(dāng)然，這將以額外的計算和更多的電量消耗為代價。

　　雖然模擬方案更多地取決于經(jīng)驗并依賴于大量的已有電聲工程專業(yè)知識，但是這將為那些能夠應(yīng)用專業(yè)技術(shù)的設(shè)計人員帶來另一個超越電池續(xù)航時間、尺寸和成本的重要優(yōu)勢：立即做出反應(yīng)。

　　降噪的水平

　　高于1或2kHz時，每個耳機(jī)都能表現(xiàn)出某種形式的被動降噪，因為絕緣材料阻擋了環(huán)境噪聲進(jìn)入耳朵。同樣，20~30dB的噪聲隔離通常高于數(shù)千赫茲。好的隔噪耳機(jī)具有無源噪聲濾波功能，可以將噪聲濾除到非常低的頻率，達(dá)到5~30dB的噪聲隔離。即使沒有通電，耳機(jī)也能帶來平和與安靜。

　　然而，好的被動降噪也有不足之處：一種被稱為遮擋的現(xiàn)象。最好的例子是將手指插在耳朵里然后說話。由于聲音通過下巴和鼻子的骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，體驗者將會聽到自己的聲音沉悶失真。

　　這種現(xiàn)象通常會使用戶在談話時提高聲音（甚至是叫喊），這既不慎重也會令人不快。除了在談話時摘下耳機(jī)或耳塞外，還可以采用側(cè)音等技術(shù)--聲音由一個獨立的麥克風(fēng)獲取，并稍加減弱后回放。

　　主動降噪的一個意外優(yōu)勢在于，它能夠取代較低頻率（例如語音頻段）下高無源濾波的需求。由于用戶可以通過控制開關(guān)來開啟或關(guān)閉主動降噪功能，當(dāng)飛機(jī)上的鄰座在服務(wù)車經(jīng)過希望其能讓空中乘務(wù)員停下時，這將帶來很大的便利。

　　前饋方案具有一個最佳點：使降噪性能實現(xiàn)最大化的窄頻帶（圖3a）。此外，前饋方案能在寬頻譜中實現(xiàn)降噪，一般可高達(dá)4或5kHz.

　　反饋式主動降噪在其頻帶范圍內(nèi)往往更為均勻（圖3b）。然而，考慮中的頻帶通常只限于約1kHz.這種限制取決于穩(wěn)定性的需要，以確保不同人或不同的耳機(jī)壓力不會使足夠的傳遞函數(shù)改變成正反饋而引起振蕩。高達(dá)20dB和1kHz帶寬的降噪對反饋設(shè)計來說十分常見。