作者：匡正（中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）

圖/Sony

無論是在工作、旅途或是休息，戴上耳機(jī)聽聽音樂已成為現(xiàn)代人生活中不可缺少的休閑方式。

但噪雜的外部環(huán)境，比如喧鬧的車廂、轟鳴的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、路旁的廣告喇叭乃至哭鬧的兒童，常常影響著我們對音樂的欣賞。因此，降噪耳機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

對于這一進(jìn)入日常生活不久的新鮮事物，不少人也為之困惑：

降噪耳機(jī)和普通耳機(jī)有什么區(qū)別？被動(dòng)降噪和主動(dòng)降噪又是怎么一回事？長期佩戴降噪耳機(jī)聽音樂是否會(huì)影響我們的聽力？

今天，我們就來聊一聊降噪耳機(jī)。

總有時(shí)你會(huì)希望有一副降噪耳機(jī) 圖/Sony

在了解耳機(jī)之前，我們先來說說聲音的頻率。

通常，我們把聽到的聲音劃分為高、中、低幾個(gè)階段。20～200Hz屬于低頻，200～4000Hz屬于中頻，4000～20000Hz屬于高頻。

日常的噪聲里面，大多是中低頻階段的聲音，比如地鐵、高鐵以及飛機(jī)上的噪聲等。生活中高頻的噪聲是比較少的，但一些警示聲，如車?yán)扔胁糠指哳l的成分。

而樂器當(dāng)中，鼓聲屬于低頻聲音，貝斯的聲音也比較低，小提琴的聲音相對比較高。人講話的聲音頻率也比較高，其中女性和孩子聲音的頻率相對更高些。

圖/人教網(wǎng)

傳統(tǒng)的耳機(jī)分為密閉式耳機(jī)和開放式耳機(jī)。密閉式耳機(jī)的被動(dòng)降噪量比較大，戴上之后，環(huán)境的聲音聽起來比較小。

不過這樣做是有一定安全隱患的。

比如，我們戴上耳機(jī)走在路上，就有可能因聽不到喇叭的聲音而帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。而開放式耳機(jī)即在聽音樂的時(shí)候，周圍環(huán)境的聲音也會(huì)聽得比較清楚。所以像是在馬路跑步這樣的場合，過去往往提倡使用開放式耳機(jī)。

從外觀上來看，密閉式耳機(jī)和開放式耳機(jī)是沒有區(qū)別的。把耳朵罩住的耳機(jī)不一定是密閉式，有些入耳式耳機(jī)也可能是開放式。開放還是密閉看的是耳機(jī)里的結(jié)構(gòu)是如何設(shè)置的，有的密閉式耳機(jī)只要打一個(gè)很小的孔就可能會(huì)變成開放式耳機(jī)。

傳統(tǒng)的密閉式耳機(jī)只能實(shí)現(xiàn)對中高頻聲音的降噪，要實(shí)現(xiàn)對中低頻的降噪很困難。

這是因?yàn)橄胍_(dá)到的降噪量越大，需要用到的隔聲材料的質(zhì)量就要越大，這樣耳機(jī)就會(huì)很笨重。另一方面，被動(dòng)降噪又需要耳機(jī)捂得特別緊，這都會(huì)影響耳機(jī)的舒適感。

為此，人們開發(fā)出了主動(dòng)降噪耳機(jī)。

面對噪聲，它不是被動(dòng)地屏蔽，而是主動(dòng)發(fā)出與噪聲相位相反的聲音，在耳內(nèi)與噪聲形成干涉而抵消。主動(dòng)降噪耳機(jī)在中低頻的降噪效果很好，在高頻的降噪效果比較差。

這樣，它既能消除日常生活中的常見噪聲，又不會(huì)影響緊急情況下尖鳴的喇叭等警示音。

目前，國內(nèi)外主動(dòng)降噪耳機(jī)都有一個(gè)上限頻率，一般消噪的最高頻率為1500赫茲。

主動(dòng)降噪耳機(jī)是如何識別各個(gè)頻率的聲音來進(jìn)行降噪的呢？

一般一個(gè)主動(dòng)降噪耳機(jī)的耳罩外面有一個(gè)麥克風(fēng)，中間有一個(gè)揚(yáng)聲器，里面也有一個(gè)麥克風(fēng)。外面的麥克風(fēng)可以識別周圍環(huán)境的聲音，中間的揚(yáng)聲器用來播放抵消噪聲的反相聲波，里面的麥克風(fēng)作為一個(gè)反饋，檢查降噪的效果如何。

你或許會(huì)問，耳機(jī)是如何保證音樂不被抵消的呢？

這是因?yàn)橹鲃?dòng)降噪耳機(jī)只會(huì)抵消外部麥克風(fēng)收到的聲音，通過數(shù)據(jù)線途徑進(jìn)來的音樂等聲音是不會(huì)受到影響的。

數(shù)字式的主動(dòng)降噪耳機(jī)還可以通過算法來自動(dòng)感知周圍的環(huán)境聲，周圍沒有噪聲便不降噪；周圍的噪聲大，就降噪大一點(diǎn)兒；周圍的噪聲小，就降噪小一點(diǎn)。這樣在保證欣賞音樂的同時(shí)，也不會(huì)錯(cuò)過周圍突發(fā)的信息。

在晨跑時(shí)聽音樂，既需要隔絕噪音，又要保證聽得到汽車的鳴笛

事實(shí)上，主動(dòng)降噪耳機(jī)對聽力肯定是有好處的。

為什么我們可以這么說呢？

這是由于聽覺有掩蔽效應(yīng)，在一個(gè)比較吵的環(huán)境里面，比如噪聲環(huán)境是70分貝，那至少要將音樂放到75分貝或者80分貝時(shí)，才能壓過噪聲。如果周圍環(huán)境的噪音只有30分貝，那么45分貝的音樂就可以聽得很清楚。

正因如此，當(dāng)周圍很吵，我們不自覺就會(huì)把音樂聲音調(diào)得更大，不然就會(huì)有很多細(xì)節(jié)聽不到。周圍環(huán)境越吵，聲音調(diào)得越大，對耳朵的損傷就會(huì)越重。特別是有的手機(jī)為了保證音樂里低音的效果，還會(huì)用一些補(bǔ)償?shù)氖侄巫尩鸵舾蟆?/p>

降噪耳機(jī)能防止過大的音量對耳朵的損害 圖/Gwen Shockey

右上為健康的內(nèi)耳毛細(xì)胞，右下為被損害的內(nèi)耳毛細(xì)胞

當(dāng)使用降噪耳機(jī)時(shí)，周圍的低頻噪聲都被抵消了，那么播放音樂的音量也就可以相應(yīng)降低。

也就是說，不需要那么大的聲音就可以有很好的愉悅感，從而對耳朵起到一定的保護(hù)作用。