Trên một tai nghe chống ồn tiêu dùng điển hình, tín hiệu chống ồn chỉ có 300 đến 400 µs để đi từ micrô ngoài, qua mạch điện tử và ra loa trước khi chính tiếng ồn tới tai (Kwong và cộng sự, Scientific Reports 2024). Khoảng thời gian đó là quy luật vật lý cứng đằng sau mọi sản phẩm ANC. Một bộ điều khiển nghiên cứu lấy mẫu ở 768 kHz nay chỉ tiêu tốn 4,7 µs cho đường ADC, DSP và DAC (Hua và Pang, Applied Sciences 2024), nhưng độ trễ xử lý ANC nói chung có thể dao động từ hàng chục đến hàng nghìn micrô giây (Iotov và cộng sự, ICASSP 2024), và mỗi mẫu trễ thêm lại thu hẹp dải có thể triệt tiêu. Chúng tôi tổng hợp dữ liệu từ Scientific Reports, Applied Acoustics, IEEE ICASSP, Hearing Research, Trends in Hearing, Acta Acustica, Audiology Research, Frontiers in Neuroscience, hội nghị ICSV, cùng các tài liệu của nhà sản xuất từ Analog Devices, Qualcomm, Apple và Dolphin Design (được gắn nhãn là tuyên bố của nhà sản xuất). Về số decibel mà các tai nghe nhét tai thành phẩm đạt được, xem thống kê ANC tai nghe true wireless của chúng tôi; về thế giới chậm hơn nhiều của khử tạp âm bằng AI ở phía micrô, xem thống kê độ trễ khử ồn nơ-ron của chúng tôi.
Tóm tắt nhanh
- 300 đến 400 µs: thời gian truyền âm học điển hình từ micrô ngoài đến tai ở tai nghe tiêu dùng, toàn bộ ngân sách thời gian cho ANC feedforward (Kwong và cộng sự, Scientific Reports 2024).
- 4,7 µs từ ADC qua DSP đến DAC trên bộ điều khiển ANC 768 kHz (Hua và Pang, Applied Sciences 2024).
- 12,9 µs ở 192 kHz so với 5 µs ở 768 kHz: độ trễ nhóm từ analog đến analog của một codec ANC (bảng dữ liệu Analog Devices ADAU1787, tuyên bố của nhà sản xuất).
- Độ trễ xử lý ANC có thể dao động từ hàng chục đến hàng nghìn micrô giây (Iotov và cộng sự, ICASSP 2024).
- Thêm một mẫu trễ: giảm đỉnh khoảng 20 dB trên khoảng 2.500 Hz; hai mẫu: khoảng 15 dB trên khoảng 1.500 Hz (Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014).
- ANC hybrid đã tối ưu: hơn 20 dB từ 100 đến 400 Hz, 5 đến 15 dB từ 500 đến 800 Hz (Wu và cộng sự, ICSV 2016).
- Độ trễ xuyên âm khoảng 100 µs ở tai nghe nhét tai ANC so với phần lớn 3,5 đến 10 ms ở máy trợ thính (Denk và cộng sự, Trends in Hearing 2024).
- Độ trễ ngắn (0 hoặc 0,5 ms) được ưa chuộng 62% số lần so với 2 đến 10 ms (Súsonnudóttir và cộng sự, Trends in Hearing 2024).
- Mức tăng xuyên âm lên tới 14,37 dB gần 2,5 kHz ở AirPods Pro 2 (Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025).
- Sai số định vị độ cao 6,79° với tai để hở so với 19,4° ở chế độ trong suốt của AirPods Pro (Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025).
1. Ngân Sách Độ Trễ: Lợi Thế Âm Học So Với Độ Trễ Điện Tử
ANC feedforward là một cuộc đua. Micrô ngoài (tham chiếu) nghe thấy tiếng ồn trước, và tín hiệu chống ồn phải rời loa kịp lúc để gặp đúng sóng âm đó ở màng nhĩ. Ở tai nghe tiêu dùng điển hình, tiếng ồn chỉ cần 300 đến 400 µs để đi hết quãng đường này, theo Kwong và cộng sự trên Scientific Reports, và tai nghe của chính họ đo được 320 µs, mức mà các tác giả đặt làm trần cho tổng thời gian xử lý. Độ trễ nhóm, tức thời gian tín hiệu đi qua các bộ chuyển đổi và bộ lọc, phải nằm gọn trong con số đó và còn dư địa.
Tin tốt là các bộ chuyển đổi tần số lấy mẫu cao hiện đại tiêu tốn rất ít ngân sách này. Một đường 4,7 µs sẽ dùng khoảng 1,5% của cửa sổ 320 µs (4,7 / 320 = 0,0147), dù hai con số đến từ các thiết bị khác nhau. Tin xấu là không phải thiết kế nào cũng chạy ở những tần số đó: các ước tính đã công bố về độ trễ xử lý ANC kéo dài tới hàng nghìn micrô giây (xem bảng), và đầu chậm của khoảng này dài gấp nhiều lần lợi thế âm học.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Thời gian truyền âm học từ micrô ngoài đến tai, tai nghe tiêu dùng điển hình | 300 đến 400 µs | Kwong và cộng sự, Scientific Reports 2024 |
| Cùng phép đo trên tai nghe của chính nghiên cứu, và giới hạn kết quả cho tổng thời gian xử lý | 320 µs; xử lý phải dưới 320 µs | Kwong và cộng sự, Scientific Reports 2024 |
| Độ trễ âm học qua chụp tai bao quanh vành tai (circumaural earmuff), thử nghiệm trong phòng không phản xạ | Khoảng 0,29 ms | Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Độ trễ đường truyền sơ cấp (từ nguồn ồn đến tai) khi nguồn ở phía trước so với bên cạnh, và độ trễ đường truyền thứ cấp (từ loa đến micrô lỗi, gồm cả bộ chuyển đổi), ở tần số lấy mẫu 16 kHz | 7 mẫu và 5 mẫu (lần lượt); khoảng 6 mẫu | Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Khoảng độ trễ xử lý ANC trong thực tế | Từ hàng chục đến hàng nghìn micrô giây | Iotov và cộng sự, ICASSP 2024 |
| Độ trễ ADC qua DSP đến DAC, bộ điều khiển ANC feedback nghiên cứu lấy mẫu ở 768 kHz | 4,7 µs | Hua và Pang, Applied Sciences 2024 |
| Độ trễ nhóm từ ngõ vào analog đến ngõ ra analog của một codec ANC ở 192, 384 và 768 kHz, DSP chạy không lệnh nào | 12,9 µs, 7,5 µs và 5 µs (tuyên bố của nhà sản xuất) | Bảng dữ liệu Analog Devices ADAU1787 Rev. A, 2020 |
| Độ trễ đường ghi analog, và tổng độ trễ từ ngõ vào đến ngõ ra, của một codec TWS hướng ANC | Thấp tới 3 µs; 6 đến 8 µs (tuyên bố của nhà sản xuất) | Dolphin Design, sách trắng codec TWS Phần 3, 2021 |
Ghi chú bối cảnh: ở 16 kHz một mẫu kéo dài 62,5 µs (1 / 16.000), nên 7 mẫu là khoảng 437,5 µs và 6 mẫu khoảng 375 µs. Với lợi thế âm học 7 mẫu so với độ trễ điện tử khoảng 6 mẫu, tai nghe năm 2014 có tính nhân quả với biên độ chỉ khoảng một mẫu khi nguồn ở phía trước, còn khi nguồn ở bên cạnh (5 mẫu) thì biên đó biến mất. Dữ liệu mới nhất hiện có về phân tích chi tiết độ trễ đường truyền: nghiên cứu về tính nhân quả trên Applied Acoustics năm 2014. Các số liệu trong bảng dữ liệu của Analog Devices là phép đo của chính nhà sản xuất khi bỏ qua DSP nhanh, nên một bộ lọc ANC thực tế sẽ cộng thêm vào. Để so sánh, một giao diện âm thanh máy tính hoạt động ở mức mili giây chứ không phải micrô giây, như trong thống kê kích thước bộ đệm DAW và độ trễ của chúng tôi.
2. Độ Trễ Giới Hạn Băng Thông Khử Ồn Như Thế Nào
Tín hiệu chống ồn đến muộn vẫn có thể triệt tiêu âm thanh thay đổi chậm, nhưng không triệt tiêu được âm thanh thay đổi nhanh. Đó là toàn bộ cơ chế đằng sau giới hạn băng thông: mỗi mẫu trễ làm thu hẹp dải tần số mà bộ điều khiển có thể dự đoán đủ tốt để triệt tiêu. Trong mô hình trễ thuần túy, thêm một mẫu trễ ở 16 kHz vẫn cho phép giảm đỉnh khoảng 20 dB trên khoảng 2.500 Hz; mẫu thứ hai cắt xuống còn khoảng 15 dB trên khoảng 1.500 Hz (Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014).
Hướng của tiếng ồn cũng làm thay đổi ngân sách độ trễ. Khi nguồn chuyển từ phía trước sang bên cạnh đầu, lợi thế âm học ngắn đi hai mẫu và mức giảm tổng thể đo được tụt khoảng 6,6 dB (12,2 - 5,6). Lời nói là trường hợp khó nhất: với bộ lọc thích nghi truyền thống, khả năng triệt tiêu giọng nói hữu thanh sụp đổ khi độ trễ tăng, đó là lý do công trình ICASSP 2024 mô hình hóa các họa âm của giọng nói để dự đoán trước. Cùng họ bộ lọc thích nghi này chạy trong các bộ triệt tiếng vọng của hội nghị truyền hình, được đề cập trong thống kê triệt tiếng vọng âm học của chúng tôi.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mô hình trễ thuần túy, tín hiệu chống ồn trễ 1 mẫu (16 kHz): mức giảm đỉnh, băng thông, mức giảm tổng thể | Khoảng 20 dB; khoảng 2.500 Hz; khoảng 7,2 dB | Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Cùng mô hình, tín hiệu chống ồn trễ 2 mẫu | Khoảng 15 dB; khoảng 1.500 Hz; khoảng 4,6 dB | Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Tai nghe feedforward đo thực tế, phòng không phản xạ, nguồn ở phía trước so với bên cạnh: mức giảm đỉnh và tổng thể | Khoảng 20 dB và 12,2 dB (dưới 1.500 Hz) so với khoảng 12 dB và 5,6 dB (dưới 1.000 Hz) | Zhang và Qiu, Applied Acoustics 2014 |
| Mức suy giảm trung bình của giọng nói hữu thanh, bộ lọc thích nghi truyền thống (FXNLMS), không trễ, và cách nó giảm theo độ trễ ở 48 kHz | Khoảng 35 dB; giảm một nửa ở 5 mẫu, còn một phần ba ở 15 mẫu | Iotov và cộng sự, ICASSP 2024 |
| Tần số trên mà bộ lọc truyền thống đó còn làm suy giảm giọng nói | Khoảng 1 kHz; nó khuếch đại giọng nói từ 2,5 đến 3,5 kHz | Iotov và cộng sự, ICASSP 2024 |
| Mức lợi của ANC mô hình họa âm (HMD-ANC) so với bộ lọc truyền thống ở độ trễ 9 đến 60 mẫu, và phạm vi hiệu quả ở 20 mẫu | Cao hơn 3,0 đến 7,3 dB; lên tới khoảng 2,5 kHz | Iotov và cộng sự, ICASSP 2024 |
| Mô phỏng, tiếng ồn babble, đường truyền tuyến tính: mô hình nơ-ron nhân quả hoàn toàn so với bộ lọc Wiener so với FxLMS miền thời gian (2.048 hệ số) | -34,48 dBA so với -30,79 dBA so với -7,43 dBA | WaveNet-Volterra Neural Networks for ANC, bản thảo arXiv 2025 |
Ghi chú bối cảnh: ở 48 kHz, 20 mẫu bằng khoảng 0,42 ms (20 / 48.000 = 0,000417 s). Kết quả ICASSP và arXiv là mô phỏng, không phải phép đo trên tai nghe; bản thảo arXiv cũng cho các bộ lọc truyền thống của nó biết chính xác đường truyền thứ cấp, điều này có lợi cho chúng. Các phép đo tính nhân quả trường tự do có từ năm 2014 (dữ liệu mới nhất hiện có cho một nghiên cứu tính nhân quả đo thực tế thuộc loại này).
3. Vòng Điều Khiển Feedforward, Feedback và Hybrid
Ba kiến trúc chia nhau phổ tần. Feedforward dùng micrô ngoài và thắng về băng thông khi tiếng ồn đến kịp lúc; feedback dùng micrô bên trong chụp tai, không cần lợi thế thời gian, nhưng bị giới hạn bởi độ trễ vòng lặp và bởi hiệu ứng waterbed (quy luật ép tiếng ồn xuống ở một dải thì đẩy nó lên ở dải khác). Một hybrid đã tối ưu trên một tai nghe đạt mức giảm hơn 20 dB từ 100 đến 400 Hz và 5 đến 15 dB từ 500 đến 800 Hz, tốt nhất trong ba cấu trúc được thử nghiệm (Wu, Qiu, Ma và Guo, ICSV 2016).
Nhánh feedback là nơi độ vừa vặn và sự khác biệt giữa người đeo tác động mạnh. Đường truyền thứ cấp, tức lộ trình âm học từ loa đến micrô bên trong, thay đổi theo hình dạng đầu, tóc và kính, nên một bộ điều khiển được chỉnh trên một đầu giả có thể mất biên ổn định trên người đeo thật. Thiết kế của Hua và Pang năm 2024 cho thấy sự đánh đổi này có thể kiểm soát được: ràng buộc bộ lọc chịu được sự biến thiên của đường truyền đã giữ mức tăng waterbed trong phạm vi 5 dB. Mục 2 giải thích vì sao feedforward mất lợi thế khi nguồn ồn di chuyển.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| ANC hybrid trên một tai nghe với tham số đã tối ưu: mức giảm từ 100 đến 400 Hz và từ 500 đến 800 Hz | Hơn 20 dB; 5 đến 15 dB | Wu, Qiu, Ma và Guo, ICSV 2016 |
| ANC hybrid tách rời hoàn toàn kỹ thuật số trên đầu giả: mức giảm từ phần feedforward, tiếng ồn từ 0 đến 1.000 Hz | Khoảng 15 đến 25 dB, biến mất gần 50 Hz | Rivera Benois, Nowak và Zölzer, 2017 |
| Mức giảm thêm từ nhánh feedback (điều khiển mô hình nội) trong một dải con | Khoảng 1 đến 3 dB | Rivera Benois, Nowak và Zölzer, 2017 |
| Mức tăng waterbed (tiếng ồn dâng lên ngoài dải được triệt tiêu) của bộ điều khiển feedback thiết kế với ràng buộc độ bất định đường truyền thứ cấp | Trong phạm vi 5 dB trên mọi đường truyền thứ cấp đo được (mô phỏng) | Hua và Pang, Applied Sciences 2024 |
| Mạch ANC điều chỉnh được: dải do ANC xử lý so với dải để cho chụp tai suy giảm thụ động | Dưới 2 kHz so với trên 2 kHz | Kwong và cộng sự, Scientific Reports 2024 |
| Dải hiệu quả của ANC feedforward so với ANC feedback so với cách âm thụ động ở tai nghe nhét tai TWS | Khoảng 80 Hz đến 2 kHz so với khoảng 50 Hz đến 800 Hz so với trên 1 kHz (tuyên bố của nhà sản xuất) | Dolphin Design, sách trắng codec TWS Phần 3, 2021 |
| Chip tai nghe nhét tai có lõi chuyên dụng cho ANC và chế độ trong suốt: thế hệ ANC và xung nhịp DSP | ANC thích nghi Thế hệ 4; 1x DSP 350 MHz cộng 1x DSP 150 MHz (tuyên bố của nhà sản xuất) | Tóm tắt Qualcomm Snapdragon S5 Gen 1 Sound Platform |
Ghi chú bối cảnh: bài báo ICSV 2016 không truy cập mở và các số liệu lấy từ phần tóm tắt đã công bố; bài báo của Rivera Benois và cộng sự 2017 đọc giá trị dB từ một hình vẽ. Cả hai đều là dữ liệu mới nhất hiện có cho các so sánh cấu trúc song song. Bài viết của Dolphin Design và tóm tắt nền tảng của Qualcomm là tài liệu của nhà sản xuất; Qualcomm không công bố con số decibel nào cho ANC của mình.
4. Mức Suy Giảm Đo Được Bên Ngoài Trình Mô Phỏng
Mô phỏng cho thấy một vòng điều khiển có thể làm được gì; phép đo cho thấy điều gì còn lại trước tiếng ồn thật, đôi tai thật và mức âm thật. Hai tai nghe ANC chụp tai giảm tiếng ồn nền trắng và âm thuần tới 20 dB, với mức cắt lớn nhất ở tần số thấp, trên mười tần số thính lực đồ từ 125 đến 8.000 Hz (Byun và cộng sự, Hearing Research 2026). Mức trần đó phù hợp với các đỉnh khoảng 20 dB của tai nghe phòng thí nghiệm bị giới hạn bởi độ trễ ở mục 2.
Mức âm quan trọng không kém tần số. Trong một nghiên cứu sàng lọc thính lực với ba cấu hình ANC, độ trung thực của âm thử khi đi qua giảm mạnh khi tiếng ồn nền tăng, và ở 90 dB SPL tỷ lệ đạt ở 0,5 đến 1 kHz là 0% với cả ba cấu hình (Cheng và cộng sự, Sensors 2022). Nghiên cứu về máy bay cánh quạt tuốc bin dưới đây cho thấy lợi ích thực tế: trong tiếng ồn khoang hành khách bị chi phối bởi một âm quanh 100 Hz, đúng dải mà ANC xử lý tốt nhất, tai nghe ANC là lựa chọn duy nhất có mức cải thiện sự thoải mái so với không bảo vệ vẫn đứng vững sau hiệu chỉnh thống kê.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| ANC giảm tiếng ồn nền trắng và âm thuần, 2 mẫu chụp tai, 125 đến 8.000 Hz | Tới 20 dB, lớn hơn ở tần số thấp | Byun và cộng sự, Hearing Research 2026 |
| Độ ổn định ngõ ra ANC dưới tiếng ồn trắng ổn định so với tiếng ồn trắng biến động | Lệch dưới 1 dB SPL so với dao động dưới 5 dB | Byun và cộng sự, Hearing Research 2026 |
| Tương quan của âm thử nghe qua ANC với chính âm đó trong yên tĩnh, trung bình trên 3 cấu hình ANC: nền 50 dB SPL so với nền 90 dB SPL | 83% so với 35% | Cheng và cộng sự, Sensors 2022 |
| Tỷ lệ đạt sàng lọc thính lực ở 0,5 đến 1 kHz với nền 90 dB SPL, cả ba cấu hình ANC | 0% | Cheng và cộng sự, Sensors 2022 |
| Tiếng ồn khoang máy bay cánh quạt tuốc bin được tái tạo trong phòng thí nghiệm, và âm chủ đạo của nó | 84,2 đến 86,3 dB(A); thành phần âm quanh 100 Hz | Vledder và cộng sự, Work 2026 |
| Sự thoải mái khi dùng tai nghe ANC so với không bảo vệ trong tiếng ồn máy bay cánh quạt tuốc bin (24 người tham gia) | Tốt hơn có ý nghĩa, p < 0,001, vẫn có ý nghĩa sau hiệu chỉnh Bonferroni | Vledder và cộng sự, Work 2026 |
| Sự thoải mái khi dùng nút tai xốp so với không bảo vệ trong cùng tiếng ồn | Không có ý nghĩa, p = 0,102 | Vledder và cộng sự, Work 2026 |
Ghi chú bối cảnh: nghiên cứu của Vledder và cộng sự dùng tai nghe Bose NC 700 và báo cáo sự thoải mái chứ không phải mức suy giảm đo được; tai nghe ANC cũng làm tăng cảm giác khó chịu cục bộ quanh tai theo thời gian. Các cấu hình của Cheng và cộng sự là Apple AirPods Pro, Bose QuietComfort 35 và EarPods đeo dưới QC35. Kết quả phòng thí nghiệm sẽ không khớp với mọi đôi tai và cách đeo.
5. Độ Trễ Xuyên Âm: Micrô Giây So Với Mili Giây
Chế độ trong suốt (xuyên âm) chạy bài toán điều khiển theo chiều ngược lại: các micrô ngoài đưa âm thanh môi trường đến loa để người đeo nghe được căn phòng. Vì một phần âm thanh bên ngoài vẫn lọt qua đầu nút tai, mọi độ trễ xử lý đều khiến âm thanh lọt vào và âm thanh tái tạo cộng lại lệch pha, khắc những khe lõm đều đặn lên phổ tần, tức hiệu ứng bộ lọc lược. Một tai nghe nhét tai ANC ở chế độ xuyên âm làm trễ âm thanh khoảng 100 µs, trong khi máy trợ thính cao cấp đặt chế độ trong suốt phần lớn mất 3,5 đến 10 ms (Denk và cộng sự, Trends in Hearing 2024), và chỉ tai nghe nhét tai không cho thấy mức thiệt hại đáng kể về hiểu lời nói trong tiếng ồn.
Các nghiên cứu trên người nghe giải thích vì sao nhóm micrô giây lại quan trọng. Mọi người ưa độ trễ ngắn nhất, còn độ trễ dài hơn làm giọng nói của chính mình nghe kim loại và chói. Trong một mô phỏng lắp mở (open fit) một bên, tăng độ trễ từ 1,75 lên 7 ms làm ngưỡng nhận biết lời nói (tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn tại đó một nửa lời nói được hiểu) xấu đi 3,4 dB (-14,7 - (-18,1)), mặc dù khi lắp cho cả hai tai thì ảnh hưởng của độ trễ không có ý nghĩa (p = 0.303) (Roth và cộng sự, Frontiers in Neuroscience 2023).
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Độ trễ xử lý của tai nghe nhét tai ANC ở chế độ xuyên âm | Khoảng 100 µs, với đỉnh gần 1 ms quanh 1,5 kHz | Denk và cộng sự, Trends in Hearing 2024 |
| Độ trễ xử lý của sáu máy trợ thính cao cấp đặt chế độ trong suốt, và của một nền tảng nghiên cứu | Phần lớn 3,5 đến 10 ms (một mẫu khoảng 1 ms ở 500 Hz trở xuống); 10 ms | Denk và cộng sự, Trends in Hearing 2024 |
| Bất lợi về hiểu lời nói trong tiếng ồn so với tai để hở (18 người nghe bình thường) | Khoảng 0,5 đến 1 dB với máy trợ thính; không có ý nghĩa với tai nghe nhét tai ANC | Denk và cộng sự, Trends in Hearing 2024 |
| Độ trễ xử lý được báo cáo cho các thiết bị thính giác, và độ lệch độ trễ trái-phải | 0 đến 9,7 ms; độ lệch lên tới 9,5 ms | Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025 |
| Tỷ lệ lựa chọn cho độ trễ ngắn (0 hoặc 0,5 ms) so với độ trễ dài hơn (2, 5 hoặc 10 ms), 29 người nghe | 62% so với 38% | Súsonnudóttir và cộng sự, Trends in Hearing 2024 |
| Điểm đánh giá giọng nói của chính mình trên thang âm sắc (kim loại, chói), độ trễ 0,5 ms so với 10 ms, 24 người dùng máy trợ thính | Trung vị 1,00 so với 7,50, p < 0,001 | Súsonnudóttir và cộng sự, Trends in Hearing 2026 |
| Ngưỡng nhận biết lời nói trong mô phỏng lắp mở một bên, độ trễ 1,75 ms so với 7 ms | -18,1 so với -14,7 dB SNR (cao hơn là kém hơn) | Roth và cộng sự, Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Tốc độ xử lý của tính năng bảo vệ thính giác trên tai nghe nhét tai, và mức âm liên tục mà nó không được thiết kế cho | 48.000 lần mỗi giây; trên 110 dBA (tuyên bố của nhà sản xuất) | Trang sản phẩm Apple AirPods Pro 3, 2026 |
Ghi chú bối cảnh: nghiên cứu của Súsonnudóttir và cộng sự 2024 không thấy khác biệt giữa 0 và 0,5 ms hoặc giữa 2, 5 và 10 ms; ranh giới là ngắn so với dài hơn. Trong nghiên cứu tiếp theo năm 2026, sở thích tổng thể dành cho 0,5 ms không có ý nghĩa sau hiệu chỉnh Bonferroni-Holm, trong khi khác biệt về âm sắc của giọng nói chính mình thì có. Máy trợ thính không phải tai nghe nhét tai ANC, nhưng là trường hợp được ghi chép tốt nhất về việc độ trễ nghe như thế nào khi trộn với âm thanh trực tiếp lọt vào. Mục này chỉ mang tính thực tế và không phải lời khuyên y tế.
6. Chế Độ Xuyên Âm Làm Gì Với Âm Thanh Tại Tai
Độ trễ thấp không biến chế độ trong suốt thành thực sự trong suốt. Trong thử nghiệm xuyên âm với ba tai nghe nhét tai hiện hành, cài đặt mạnh nhất đã tăng âm thanh thêm 14,37 dB gần 2,5 kHz ở AirPods Pro (thế hệ 2), 13,77 dB gần 2 kHz ở Bose QuietComfort Earbuds II và 12,28 dB tại 800 Hz ở Sony LinkBuds S, đồng thời cắt quãng tám cao nhất đi 20 đến 30 dB (Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025). Các tác giả kết luận không chế độ nào đạt độ trong suốt âm học hoàn toàn, và cho rằng mức tăng ở dải giọng nói có thể nhằm phục vụ việc nghe nội dung đa phương tiện.
Thính giác không gian chịu thiệt. Các tín hiệu thời gian giữa hai tai gần như còn nguyên vẹn, khớp với độ trễ cỡ micrô giây ở mục 5, nhưng các tín hiệu mức âm và tín hiệu phổ tần cao mà tai ngoài dùng để xác định độ cao thì không (Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025). Cách tiếp cận tai để hở tránh được điều này bằng việc không bao giờ bịt kín ống tai, như đã nêu trong thống kê triệt tiêu lưỡng cực tai để hở của chúng tôi.
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Mức tăng xuyên âm đỉnh, cài đặt mạnh nhất: AirPods Pro thế hệ 2 / Bose QC Earbuds II / Sony LinkBuds S | 14,37 dB gần 2,5 kHz / 13,77 dB gần 2 kHz / 12,28 dB tại 800 Hz | Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025 |
| Mức tăng xuyên âm đỉnh, cài đặt tăng yếu nhất, cùng ba tai nghe nhét tai | 8,54 dB / 3,12 dB / 0,24 dB tại 800 Hz | Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025 |
| Độ lệch tần số cao so với độ trong suốt, cài đặt xuyên âm mạnh nhất | Khoảng -20 dB ở 16 đến 20 kHz (Apple); -28,24 dB ở 20 kHz (Bose); khoảng -30 dB ở 16 đến 20 kHz (Sony) | Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025 |
| Thời gian trước khi AirPods Pro 2 áp dụng định hình phổ xuyên âm so với hai tai nghe nhét tai còn lại | Khoảng 2 s so với trong vòng vài mili giây | Harrison và cộng sự, Acta Acustica 2025 |
| Sai số chênh lệch thời gian giữa hai tai với AirPods Pro ở chế độ trong suốt so với tai để hở, trong yên tĩnh | Dưới 45 µs (phạm vi tai để hở ±700 µs) | Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025 |
| Mức tăng lớn nhất của chênh lệch mức âm giữa hai tai ở chế độ trong suốt | 8,0 dB | Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025 |
| Sai số định vị độ cao trung bình, tai để hở so với chế độ trong suốt (10 người trưởng thành, yên tĩnh) | 6,79° so với 19,4° (p < 0.001) | Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025 |
| Các khe lõm và đỉnh phổ đặc trưng trên 5 kHz khi đeo tai nghe nhét tai | Bị triệt tiêu | Ausili và cộng sự, Audiology Research 2025 |
Ghi chú bối cảnh: Harrison và cộng sự đo một cặp cho mỗi mẫu trên thiết bị thử nghiệm âm học trong tiếng ồn hồng khuếch tán 80 dB SPL, và nêu rằng kết quả trên thiết bị thử có khả năng phóng đại mức suy giảm so với người nghe thật. Nghiên cứu định vị thử nghiệm 10 người trưởng thành nghe bình thường; phần tóm tắt đưa sai số phương vị khi đeo thiết bị là 19,6°, giá trị mà phần kết quả chỉ báo cáo cho điều kiện ồn nhất, nên chúng tôi trích dẫn các số liệu về độ cao.
Tổng kết: Độ Trễ DSP Của Tai Nghe Chống Ồn Qua Các Con Số
| Chỉ số | Giá trị | Nguồn |
|---|---|---|
| Lợi thế âm học cho ANC feedforward, tai nghe tiêu dùng điển hình | 300 đến 400 µs | Scientific Reports 2024 |
| Giới hạn thời gian xử lý trên tai nghe của chính nghiên cứu | Dưới 320 µs | Scientific Reports 2024 |
| Độ trễ ADC qua DSP đến DAC ở 768 kHz | 4,7 µs | Applied Sciences 2024 |
| Độ trễ nhóm của codec ANC, 192 kHz so với 768 kHz | 12,9 µs so với 5 µs (tuyên bố của nhà sản xuất) | Bảng dữ liệu Analog Devices ADAU1787 |
| Khoảng độ trễ xử lý ANC trong thực tế | Hàng chục đến hàng nghìn µs | ICASSP 2024 |
| Mô hình trễ thuần túy, trễ 1 so với 2 mẫu ở 16 kHz | Khoảng 20 dB trên 2.500 Hz so với khoảng 15 dB trên 1.500 Hz | Applied Acoustics 2014 |
| Bộ lọc thích nghi truyền thống với giọng nói hữu thanh, không trễ | Khoảng 35 dB, giảm một nửa ở độ trễ 5 mẫu | ICASSP 2024 |
| ANC hybrid đã tối ưu, 100 đến 400 Hz | Hơn 20 dB | ICSV 2016 |
| Phần feedforward của hybrid kỹ thuật số, 0 đến 1.000 Hz | Khoảng 15 đến 25 dB | Rivera Benois và cộng sự 2017 |
| Mức tăng waterbed với thiết kế feedback có ràng buộc độ bất định | Trong phạm vi 5 dB | Applied Sciences 2024 |
| ANC giảm tiếng ồn nền, 2 mẫu chụp tai | Tới 20 dB | Hearing Research 2026 |
| Tỷ lệ đạt sàng lọc ở 0,5 đến 1 kHz trong tiếng ồn 90 dB SPL | 0% | Sensors 2022 |
| Độ trễ xuyên âm: tai nghe nhét tai ANC so với máy trợ thính | Khoảng 100 µs so với phần lớn 3,5 đến 10 ms | Trends in Hearing 2024 |
| Ưa thích độ trễ 0 hoặc 0,5 ms so với 2 đến 10 ms | 62% so với 38% | Trends in Hearing 2024 |
| Ngưỡng nhận biết lời nói, độ trễ 1,75 ms so với 7 ms (lắp mở một bên) | -18,1 so với -14,7 dB SNR | Frontiers in Neuroscience 2023 |
| Mức tăng xuyên âm đỉnh, AirPods Pro thế hệ 2 | 14,37 dB gần 2,5 kHz | Acta Acustica 2025 |
| Sai số độ cao, tai để hở so với chế độ trong suốt | 6,79° so với 19,4° | Audiology Research 2025 |
Phương pháp luận và Nguồn
- Kwong, Choy, Chan and Mung, Tunable active noise control circuit topology for multiple-feature applications, Scientific Reports 2024.
- Zhang and Qiu, Causality study on a feedforward active noise control headset with different noise coming directions in free field, Applied Acoustics 2014.
- Iotov, Nørholm, McCutcheon and Christensen, Improving Speech Attenuation in Headphones using Harmonic Model Decomposition and Multiple-Frequency ANC, IEEE ICASSP 2024.
- Hua and Pang, Uncertainty Constraint on Headphone Secondary Path Function for Designing Cascade Biquad Feedback Controller, Applied Sciences 2024.
- WaveNet-Volterra Neural Networks for Active Noise Control: A Fully Causal Approach, bản thảo arXiv 2504.04450, 2025.
- Wu, Qiu, Ma and Guo, Comparison of feedforward, feedback and hybrid structures on an ANC headphone, ICSV 2016.
- Rivera Benois, Nowak and Zölzer, Evaluation of a Decoupled Feedforward-Feedback Hybrid Structure for Active Noise Control in a Multi-Source Environment, 2017.
- Byun, Kwak, Lee, Cho and Kong, Feasibility study on noise attenuation and stability of active noise cancelling headphones for mobile hearing screening, Hearing Research 2026.
- Cheng et al., Objective Signal Analysis for Investigating Feasibility of Active Noise Cancellation in Hearing Screening, Sensors 2022.
- Vledder, Yao, Song and Vink, Effectiveness of earplugs and noise cancelling headphones to improve turboprop acoustic comfort, Work 2026.
- Denk, Wiederschein, Kemper and Husstedt, (Why) Do Transparent Hearing Devices Impair Speech Perception in Collocated Noise?, Trends in Hearing 2024.
- Súsonnudóttir, Kowalewski, Stiefenhofer and Neher, Individual Differences Underlying Preference for Processing Delay in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2024 và Súsonnudóttir et al., Own-Voice Perception with Different Processing Delays in Open-Fit Hearing Aids, Trends in Hearing 2026.
- Roth, Müller, Angermeier, Hemmert and Zirn, Effect of a processing delay between direct and delayed sound in simulated open fit hearing aids on speech intelligibility in noise, Frontiers in Neuroscience 2023.
- Harrison, Archer-Boyd and Murphy, Measurement of insertion loss and gain in variable hear-through and noise cancellation modes of true wireless earbuds, Acta Acustica 2025.
- Ausili, Erthal, Bennett and Snapp, Sound Localization with Hearables in Transparency Mode, Audiology Research 2025.
- Tài liệu của nhà sản xuất (được gắn nhãn là tuyên bố của nhà sản xuất xuyên suốt): bảng dữ liệu Analog Devices ADAU1787 Rev. A, Dolphin Design, Paving the way for the next generation audio codec for TWS applications, Phần 3, ngày 29 tháng 3 năm 2021, tóm tắt Qualcomm Snapdragon S5 Gen 1 Sound Platform, trang sản phẩm Apple AirPods Pro.
- Lưu ý về dữ liệu: (1) Các phép đo được bình duyệt về độ trễ nội bộ của tai nghe nhét tai ANC đang bán trên thị trường gần như vắng bóng trong tài liệu mở; nhà sản xuất không công bố chúng, và độ trễ xuyên âm thương mại duy nhất chúng tôi tìm thấy có đo đạc là của một tai nghe nhét tai ANC trong Denk và cộng sự 2024 (không nêu tên mẫu trong dữ liệu chúng tôi đã đọc). Nghiên cứu định vị năm 2025 mô tả chế độ trong suốt của AirPods Pro có độ trễ xử lý tối thiểu nhưng không đưa ra con số, và Apple cũng không công bố. (2) Một số kết quả vật lý cốt lõi đã hơn ba năm tuổi (Zhang và Qiu 2014, Wu và cộng sự 2016, Rivera Benois và cộng sự 2017, Dolphin Design 2021); chúng được đánh dấu là dữ liệu mới nhất hiện có. (3) Tỷ lệ 1,5% của ngân sách độ trễ kết hợp độ trễ bộ điều khiển từ một nghiên cứu với độ trễ âm học của một tai nghe khác trong nghiên cứu khác; nó minh họa quy mô chứ không phải một thiết bị duy nhất. (4) Hua và Pang báo cáo độ trễ 4,7 µs trên ADAU1777 ở 768 kHz, gần nhưng không trùng với 5 µs mà Analog Devices công bố cho ADAU1787 ở cùng tần số. (5) Phần tóm tắt và phần kết quả của nghiên cứu định vị khác nhau về sai số phương vị ở điều kiện yên tĩnh (19,6°), nên chúng tôi chỉ báo cáo độ cao. (6) Nghiên cứu sở thích độ trễ năm 2024 báo cáo hiệu ứng phân biệt gợn phổ là η² = 0,30 trong phần kết quả và 0,29 trong phần tóm tắt; tuyên bố về sở thích trong phần tóm tắt năm 2026 mạnh hơn số liệu thống kê đã hiệu chỉnh của nó. (7) Chúng tôi không tìm thấy bài báo AES truy cập mở nào có số liệu độ trễ dùng được cho chủ đề này; các bài báo trong thư viện AES không được sử dụng. (8) Kết quả mô phỏng (ICASSP 2024, arXiv 2025, số liệu waterbed của Hua và Pang) không phải phép đo trên tai nghe.
Cập nhật lần cuối: ngày 27 tháng 10 năm 2026. Chúng tôi cập nhật bài tổng hợp này hàng quý, và lần làm mới tiếp theo dự kiến diễn ra khi kỷ yếu IEEE ICASSP 2027 được công bố.