神奇的“有源噪声控制”系统

【美国《新闻周刊》８月１０日一期文章】题：寂静的声音
设想一下住在帕瓦罗蒂的隔壁。这位歌王扯着噪子练歌时连瓷器都会被震得格格作响。要想得到宁静，你所能做的只有３件事：请他到外面去练歌；给你的屋子装上隔音装置；要不就在激光唱机上放上一张摇滚唱片，开大音量，以此来压过帕瓦罗蒂的男高音。但最后一种方法并不聪明，因为这显然会造成更多的噪音。不过，如果你的激光音响的声音与帕氏的声音的声波形状正好相反，噪音非但不会增加，反而会互相抵消，剩下的只有寂静。
这种想法有点玄乎，但它所依据的理论却是正确的。事实上，日本一些最大的电子公司正在与几家美国小公司一起制造“有源噪声控制”装置，以消除日常噪音。这些小而复杂的声音系统能用数字方式分析噪声，然后几乎是在同时发出声学参数完全相反的声波，即反噪声，以抵消噪声。典型的“有源噪声控制”装置可以把目标噪声降低１０—１５分贝。对大多数工业噪声来说，这意味着将噪声降低５０％—７０％。
日产汽车公司已经在其“蓝鸟”轿车里装备了噪音控制系统。东芝公司也在其４００公升的冰箱里安装了“有源噪声控制”系统。在美国，ＣＳＸ运输公司给用于卸货的真空泵装上了噪音控制装置。噪声控制作为一个行业才刚刚起步，其前景不可估量。
人们最初用无源材料（例如玻璃棉）吸收噪音以达到降噪目的。但这种无源降噪只对高频噪声有效，对低频噪音则爱莫能助。于是有源噪声控制法有了用武之地。反噪声系统适于抵消低频、尤其是工业电扇和电力变压器等机器发出的频率较稳定的噪声。
数字信号处理器是反噪声系统的关键。它们每秒进行数百万次运算，分析源噪声，然后产生声波幅度与之相同，但相位与之相差１８０度的反噪声。这样，反噪声的声波波峰与源噪声的声波波谷相对应，反之亦然。当它们相遇时就互相抵消。由于电的速度比声音快得多，电脑可以在噪声到达人耳时就产生反噪声，就不再有噪声之虞了。