作者：匡正（中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）
編者按：
耳機(jī)黨們還在討論火電水電對音質(zhì)的影響，有人卻提出了一個新的問題，“降噪耳機(jī)為了降噪，主動發(fā)射了聲波去抵消噪音，會不會對聽力損傷其實更大啊？”
今天，大院er邀請到了聲學(xué)所噪聲與振動實驗室副研究員匡正老師，請他為大家解答下這個問題。
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？被動降噪和主動降噪又是怎么一回事？長期佩戴降噪耳機(jī)聽音樂是否會影響我們的聽力？
今天，我們就來聊一聊降噪耳機(jī)。
總有時你會希望有一副降噪耳機(jī) 圖/Sony
聲音與噪聲的頻率
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)
被動降噪耳機(jī)
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。而開放式耳機(jī)即在聽音樂的時候，周圍環(huán)境的聲音也會聽得比較清楚。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)只要打一個很小的孔就可能會變成開放式耳機(jī)。
主動降噪耳機(jī)
傳統(tǒng)的密閉式耳機(jī)只能實現(xiàn)對中高頻聲音的降噪，要實現(xiàn)對中低頻的降噪很困難。
這是因為想要達(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)就會很笨重。另一方面，被動降噪又需要耳機(jī)捂得特別緊，這都會影響耳機(jī)的舒適感。
為此，人們開發(fā)出了主動降噪耳機(jī)。
面對噪聲，它不是被動地屏蔽，而是主動發(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，又不會影響緊急情況下尖鳴的喇叭等警示音。
目前，國內(nèi)外主動降噪耳機(jī)都有一個上限頻率，一般消噪的最高頻率為1500赫茲。
主動降噪耳機(jī)是如何識別各個頻率的聲音來進(jìn)行降噪的呢？
一般一個主動降噪耳機(jī)的耳罩外面有一個麥克風(fēng)，中間有一個揚聲器，里面也有一個麥克風(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)作為一個反饋，檢查降噪的效果如何。
你或許會問，耳機(jī)是如何保證音樂不被抵消的呢？
這是因為主動降噪耳機(jī)只會抵消外部麥克風(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受到影響的。
數(shù)字式的主動降噪耳機(jī)還可以通過算法來自動感知周圍的環(huán)境聲，周圍沒有噪聲便不降噪；周圍的噪聲大，就降噪大一點兒；周圍的噪聲小，就降噪小一點。這樣在保證欣賞音樂的同時，也不會錯過周圍突發(fā)的信息。
在晨跑時聽音樂，既需要隔絕噪音，又要保證聽得到汽車的鳴笛
主動降噪耳機(jī)會對聽力有影響嗎
事實上，主動降噪耳機(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，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，我們不自覺就會把音樂聲音調(diào)得更大，不然就會有很多細(xì)節(jié)聽不到。周圍環(huán)境越吵，聲音調(diào)得越大，對耳朵的損傷就會越重。特別是有的手機(jī)為了保證音樂里低音的效果，還會用一些補償?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，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。
