這是一款用運放設計的降噪耳機,所謂“降噪耳機”就是使用者戴上它之後在比較吵鬧的環境中感到相對安靜。
下麵筆者介紹它的工作原理。我們知道聲音是一種機械波。它是靠機械振動產生的。我們感知聲音是聲波推動耳朵中的鼓膜,根據聲波幹涉的原理,如果兩列頻率相同,相位相反的波相遇。它們將會相互減弱,假如這兩列波的振幅也相等,理論上它們會相互抵消。也就是說,如果我們能用耳機發出一個與噪聲聲波的頻率相同,相位相反並且振幅相等的聲波。噪聲聲波與耳機發出的聲波將相互抵消,理論上將聽不到任何聲音。但實際中是很難做到的,以這種原理製作的降噪耳機雖然不能完全消降噪聲,卻可以大幅的降低噪聲,這也就達到了設計的目的,電路中還設計了外部音源的輸入端口。接上CD隨身聽、MP3等外部音源,可以在吵鬧環境中得到相對安靜聆聽音樂的感受。
電路原理如上圖、下圖。R1、R2、R3,C1為兩個聲道的MIC供電,C2及C3將兩個MIC所拾取的聲音信號耦合到運放Ic1-a和IC1-b,進行第一級同相放大,放大倍數(以IC1-a為例)為:
A1=(R8+R6)/R6=(33+1)/1=34倍
放大後的信號分為兩路,一路直通相位切換開關S1,另一路進入IC2-a及IC2-b進行反相放大。放大倍數為:
A2=R12/R10=10/10=1倍
從反相放大器輸出的信號隻是相位相反,幅度並沒有變化,由S1-a及S1-b進行相位切換,然後進入音量電位器R14,調整音量可以使耳機發出的聲波幅度與噪聲波幅度相等,以達到最佳的降噪效果,從音量電位器輸出的信號進入由IC3-a及IC3-b構成的耳機驅動放大器,放大倍數為:
A3=R18/R14=100/10=10倍
整個噪聲反相放大的放大倍數為A1A2A3=34x1×10=340倍。R23是外部音源輸入信號的音量電位器。IC3對從外部音源輸入的信號進行放大。其放大倍數為:
A4=R19/R15=100/10=10倍
以上就是對電路的簡要分析。
因為要使耳機輸出聲波的頻率、振幅與噪聲相同,相位相反,所以MIC應盡量靠近耳鼓膜,故將MIC安裝在耳機上,可以用膠將MIC粘在耳機的機殼上。即左聲道的MIC安裝在左耳機上,右聲道的MIC安裝在右耳機上,由於MIC與耳鼓膜的距離較近。因此引入的誤差比較小,可以忽略。耳機最好用頭戴式耳機。因為這樣MIC比較好安裝。
電源用的兩節9V的疊層電池,也可以用附圖2的穩壓電源,兩個聲道的阻容元件誤差要盡可能小。兩個MIC的特性要一致,否則會影響降噪性能。運放用NE5532,如果想用兩節3.6V的鋰電池供電。則將NE5532換成TDA1308,性能也相當不錯。由於電路比較簡單,可以用萬能板做,省去做印板。