在smpiggy网站中，我们不止一次的提到了相位 Phase 问题，这是当进入录音和混音阶段后，所有制作人都要面临的挑战。
阅读以下文章以了解更多关于相位的知识：
通常来说，任何声音的相位都需要严格对齐，以避免出现音质降低的后果。然而，恰当的利用相位原理，也可以得到一些意想不到的好处。那么你知道生活中我们可以利用相位来创造一些具有正面意义的实例吗？
降噪耳机
是的，降噪耳机正是利用了相位的反向抵消原理，来消除耳机中传入的噪音。那么这个技术是怎样应用的呢？降噪耳机的发明起源于航空航天业的发展，在70年代末期，为了实现美国航天员在火箭上天的巨大噪音下还能保持与地面的有效通话，通讯专家们利用相位原理，开发出了降噪技术，现在这一技术也广泛应用于民间，也就是现在的降噪耳机。
传统耳机和噪音
传统耳机的历史可以追溯到1880年，但我们不需要扯那么远，总之，传统耳机的构造直到今天都基本相似。我们在传统耳机中听到的声音，来自于两个声源，一是耳机内通过振膜播放的媒体，一个是从外部传入耳机的噪音。这就导致我们听到的音乐，会混杂着外部噪音，一起传入耳朵。尽管大部分 Close Back 全封闭式耳机全封闭式耳机，能从一定程度上隔绝噪音，但这种完全封闭的设计，会产生强烈的闷罐效应1即在狭小的空间内会导致频率的无法自然铺散，反而容易聚集而发闷，不仅听觉上令人不适，佩戴久了头部也感受巨大的压力。因此，嗅觉敏锐的制造商们，联想到前面提到的航天通讯中的降噪技术，民用级别的降噪耳机就诞生了——既然用被动的隔绝噪音的方式让人们这么痛苦，干脆我们开发出轻便的松散的但能够降低噪音的耳机吧。
ANC 主动式降噪
前面说到，传统式耳机不断的设计出能屏蔽外部噪音的全封闭式耳机，这均属于被动降噪 Passive Noise Cancelling。而降噪耳机所使用的降噪方式，即为主动降噪 Active Noise Cancelling 了。这也是我们会在大量降噪耳机上看到这个简称 ANC 的由来。
降噪耳机的内置麦克风
降噪耳机除了更加轻便，和传统耳机的外型上并没有大的区别，但最为不同的是，降噪耳机会在耳机的外部或内部安装一个或多个微型的麦克风，这些麦克风不同于其他蓝牙耳机常用的对讲麦克风，这些麦克风的主要功能，就是持续监听从耳机外部传入的噪音信号，并将其捕捉到耳机的音频处理芯片中进行数字化。
那么，为什么要对噪音进行数字化？因为接下来，降噪耳机会执行一个操作，这就涉及到我们所说过的相位技术，降噪耳机会将这个数字信号，进行相位反向处理，简单来说，就是生成一个镜像相位的噪音信号。
相位原理
在相位的法则中，一个频率上正常相位的音频信号，如果叠加同一频率上一个完全镜像相位的音频信号，这个音频信号的振幅将归零，即正常相位的峰值（Peak 上行最大值）正好叠加镜像相位的谷值（Volley 下行最大值），而正常相位的谷值又正好叠加镜像相位的峰值，因此，音频的波动被完全抵消，这一原理我们称之为 Phase Cancelling 相位抵消，当相位抵消完美执行时，信号将不会产生任何振动，也因此不产生任何声音。
噪音不见了
因此，降噪耳机通过噪音麦克风，不断收集外部噪音，立即在内部生成镜像相位的噪音信号，和播放的音乐一同通过耳机振膜播放出来，这就意味着我们的耳朵，会同时收到三个信号。这三个信号在混合的同时，就会变成：
媒体 + 外部噪音 + 耳机生成的镜像噪音 = 媒体 + 0 = 媒体
也就是说，依靠相位原理，降噪耳机在内部通过发射噪音的镜像，抵消了外部噪音，还给你一个干净的原始媒体声音。
仍未完美
当然，降噪技术并不可能十全十美。我们知道音频处理需要时间，这就会产生 Latency 延迟，这是任何信号处理都无法绕过的时间法则，这就意味着降噪耳机在收集到外部噪音，并生成镜像再发送出来时，无法和原始噪音的相位做到完美的镜像重合，总会晚那么一点，我们也称之为 Phase Shifting 相位偏移，这就导致噪音的大部分峰值谷值可以被减弱，但无法做到完全的噪音消除；另外，由于噪音麦克风的物理特性，它一般非常微小，因此所捕捉到的频率范围必然受限（麦克风体积越小，越缺乏对低频频率的捕捉），尽管降噪耳机内部的处理芯片会在收到麦克风捕捉的噪音的同时，自动提升一些中低频后，再进行镜像复制，但依然会缺乏准确性；最后，由于头型的区别和佩戴耳机的姿势不同，都会导致耳机并不一定完全贴合头部并包围好耳廓，外部噪音依然会从各种缝隙穿过，这就会绕过噪音捕捉麦克风而直达耳朵，这部分的噪音，麦克风无法捕捉，也就无法进行镜像复制从而抵消了。
话题的起源
昨天和女儿在回家路上突然就聊到了降噪耳机，这令我一下子就联想到了相位这个话题，因此我觉得有必要用一篇通俗易懂的文章，来告诉女儿相位这个概念，并让她了解到声学的奇妙之处，这也是今天写这篇文章的缘由。
文中脚注：
- 1即在狭小的空间内会导致频率的无法自然铺散，反而容易聚集而发闷
