2025年降噪同寫考試題及答案1.（單選）在主動降噪耳機中，下列哪一組參數(shù)最能直接決定前饋麥克風(fēng)對高頻噪聲的抑制上限？A.麥克風(fēng)靈敏度與ADC量化位數(shù)B.麥克風(fēng)相位一致性與延遲補償精度C.揚聲器諧振頻率與音圈質(zhì)量D.電池內(nèi)阻與功放壓擺率答案：B。前饋路徑對高頻的抑制受限于麥克風(fēng)間相位失配及DSP延遲補償誤差，超過6kHz后，哪怕0.05ms的額外延遲都會使降噪量驟降8dB以上。2.（單選）某芯片在22℃下熱噪聲密度為4.2nV/√Hz，若其用于48kHz采樣、20kHz帶寬的ANC參考麥克風(fēng)前端，其等效輸入噪聲對降噪系統(tǒng)的極限信噪比貢獻(xiàn)約為A.28dBB.34dBC.39dBD.44dB答案：C?！?20000)×4.2nV≈0.59μV，若麥克風(fēng)靈敏度為?38dBV/Pa，1Pa=94dBSPL，則0.59μV對應(yīng)94?20log(1/0.00059)≈39dB。3.（單選）在混合ANC架構(gòu)里，將反饋濾波器改為自適應(yīng)NLMS時，若步長μ=0.002，濾波器長度L=256，輸入信號為?20dBFS的粉噪，則穩(wěn)態(tài)失調(diào)量M∞最接近A.?32dBB.?38dBC.?44dBD.?50dB答案：B。M∞≈μLσx2/2，σx2=10^(?20/10)=0.01，得0.002×256×0.01/2≈0.00256≈?26dB，再考慮雙講檢測保守系數(shù)?12dB，合計≈?38dB。4.（單選）當(dāng)耳道泄漏孔直徑從0.8mm擴大到1.4mm時，在200Hz處反饋路徑增益變化約為A.+3dBB.?2dBC.?6dBD.?10dB答案：D。泄漏孔面積擴大3倍，聲阻抗下降約5倍，200Hz處反饋增益下降≈20log(1/3.2)≈?10dB。5.（單選）采用FF+FB混合結(jié)構(gòu)時，若FF濾波器在3kHz出現(xiàn)+90°相位裕度，F(xiàn)B濾波器在相同頻點出現(xiàn)?90°相位裕度，則整體環(huán)路在該頻點的相位裕度為A.0°B.+45°C.?45°D.無法確定答案：A。兩路徑并聯(lián)，相位相反，直接抵消，系統(tǒng)臨界振蕩。6.（單選）在密閉車廂內(nèi)使用頭枕陣列主動降噪，若目標(biāo)區(qū)域直徑20cm，聲速340m/s，則第一波束形成零陷可理論覆蓋的最高頻率約為A.850HzB.1.1kHzC.1.7kHzD.2.2kHz答案：C。陣列孔徑0.2m，半波長λ/2=0.2m→f=340/0.4=850Hz，但零陷需兩倍采樣，故≈1.7kHz。7.（單選）將降噪耳機通透模式從“全通透”切換到“語音增強”時，低頻段(<300Hz)增益通常需要A.提升6dBB.降低6dBC.提升12dBD.降低12dB答案：B。抑制低頻風(fēng)噪與機械振動，突出1?4kHz語音，需整體低頻衰減6dB。8.（單選）在車載Road-NC系統(tǒng)中，加速度計安裝于懸架塔頂，若車速100km/h，輪胎階次為75Hz，則加速度計靈敏度至少應(yīng)滿足A.1mV/gB.5mV/gC.10mV/gD.50mV/g答案：C。路面激勵在20?200Hz區(qū)間RMS約0.3g，SNR需≥30dB，前端噪聲密度1μg/√Hz，故需10mV/g。9.（單選）采用深度學(xué)習(xí)做寬帶降噪時，若幀長20ms，hop10ms，F(xiàn)FT512點，則模型輸入維度為A.257×1B.257×2C.514×1D.514×2答案：B。257頻點，實部虛部拼接，共257×2。10.（單選）在TWS耳機中，若藍(lán)牙鏈路往返延遲>220ms，對側(cè)耳語音通話產(chǎn)生的自聽回聲最可能出現(xiàn)在A.80msB.120msC.180msD.260ms答案：D。220ms+耳內(nèi)傳播40ms≈260ms。11.（多選）下列哪些措施可有效抑制反饋ANC的“嘯叫”邊際振蕩？A.在誤差麥克風(fēng)前加入200Hz高通B.降低FB濾波器階數(shù)C.采用動態(tài)范圍壓縮器D.加入頻率漂移抖動答案：A、B、D。A削弱低頻環(huán)路增益；B降低群延遲；D破壞穩(wěn)態(tài)相位條件。C對振蕩無效。12.（多選）影響前饋ANC對沖擊噪聲（如鍵盤聲）抑制深度的主要因素包括A.麥克風(fēng)飽和恢復(fù)時間B.DSP塊延遲C.揚聲器最大位移D.電池電量答案：A、B、C。沖擊信號峰值高、頻帶寬，A決定是否能捕捉，B決定反相聲能否及時，C決定能否輸出反向大信號。13.（多選）在車載頭枕ANC系統(tǒng)中，采用多通道FxLMS時，若參考信號取自車頂誤差麥克風(fēng)，則可能導(dǎo)致A.收斂速度下降B.局部靜音點偏移C.水床效應(yīng)放大D.計算復(fù)雜度指數(shù)上升答案：A、B、C。參考信號與目標(biāo)區(qū)域聲場相干性下降，收斂慢；零點偏移；能量向未控頻段堆積。14.（多選）下列關(guān)于“通透模式”與“ANC模式”共享同一組濾波器的說法，正確的有A.需額外增益補償B.需切換IIR系數(shù)符號C.需重配DAC數(shù)字音量D.需關(guān)閉反饋路徑答案：A、C。通透模式增益高于ANC，需補償；DAC音量需防止飽和。B符號不變，DFB路徑可復(fù)用。15.（多選）在ANC芯片低功耗設(shè)計中，采用分頻帶處理可帶來A.降低MAC單元占用B.減少內(nèi)存往返C.提高相位一致性D.降低ADC采樣率答案：A、B、D。高頻帶可用更低階濾波器，減少計算；低頻帶降采樣，減少內(nèi)存帶寬。C與分頻無關(guān)。16.（填空）若反饋ANC系統(tǒng)在1kHz處開環(huán)增益為+2dB，相位?175°，則其增益裕度為______dB，相位裕度為______°。答案：?2dB；5°。增益裕度=0?(+2)=?2dB；相位裕度=180?175=5°。17.（填空）在FF+FB混合結(jié)構(gòu)中，若FF路徑延遲1.5ms，F(xiàn)B路徑延遲0.5ms，要使兩路徑在2kHz處相長疊加，需額外給FF路徑補償______樣本（48kHz采樣）。答案：48。2kHz周期0.5ms，F(xiàn)F需落后0.5ms，即0.5+1.5=2ms，對應(yīng)96樣本；FB落后0.5ms對應(yīng)24樣本；差72樣本，但相長需同相，故FF再提前72，凈補償96?48=48。18.（填空）采用32kHz采樣、256點塊LMS，若處理器每樣本需12cycles，MAC單元主頻64MHz，則CPU占用率為______%。答案：6.25。256/32000=8ms，每樣本12cycles→256×12=3072cycles，64M/3072≈20833塊/s，占用3072×20833/64M≈0.0625=6.25%。19.（填空）在TWS耳機中，若揚聲器靈敏度102dBSPL/1mW，最大輸入功率5mW，則其理論最大聲壓級為______dBSPL。答案：109。102+10log5≈102+7=109。20.（填空）當(dāng)外界噪聲為65dBSPL，目標(biāo)降噪深度20dB，則耳罩內(nèi)部殘余噪聲為______dBSPL；若耳機自身電路等效噪聲23dBSPL，則系統(tǒng)信噪比為______dB。答案：45；22。65?20=45；SNR=45?23=22。21.（判斷）反饋ANC系統(tǒng)一旦加入非線性限幅器，其穩(wěn)態(tài)降噪量必然下降。（）答案：錯誤。輕度過驅(qū)動時，限幅器可抑制瞬態(tài)峰值，反而提高平均降噪量；僅深度削波才會下降。22.（判斷）在混合ANC中，F(xiàn)B路徑的麥克風(fēng)位置越靠近鼓膜，對高頻降噪越有利。（）答案：錯誤?？拷哪叭「喔哳l耳道反射，導(dǎo)致相位混亂，反而削弱高頻。23.（判斷）采用子帶FxLMS時，若各子帶步長相同，則水床效應(yīng)在子帶邊界處一定比全帶更嚴(yán)重。（）答案：錯誤。若子帶隔離度>40dB，水床可忽略；步長相同并非主因。24.（判斷）在深度學(xué)習(xí)降噪中，增加復(fù)數(shù)譜映射網(wǎng)絡(luò)的隱藏層節(jié)點數(shù)，總能降低PESQ得分波動。（）答案：錯誤。過大模型易過擬合非穩(wěn)態(tài)噪聲，波動反而增大。25.（判斷）通透模式下的“環(huán)境聲方位保持”算法，必須用到HRTF數(shù)據(jù)庫，否則無法還原垂直方位信息。（）答案：正確。垂直面定位依賴耳廓濾波，HRTF不可或缺。26.（簡答）說明為何在車載ANC中，發(fā)動機階次噪聲的諧波分量比基頻更難抑制，并給出兩種工程對策。答案：諧波頻率高，波長縮短，車廂聲模密度增大，模態(tài)重疊導(dǎo)致空間分布復(fù)雜，誤差麥克風(fēng)與目標(biāo)點相干性下降；同時揚聲器在高頻位移減小，輸出能力受限。對策：1.采用分布誤差麥克風(fēng)陣列，通過波束選擇高相干節(jié)點；2.在諧頻段采用窄帶自適應(yīng)notch級聯(lián)，提高頻率分辨率并降低步長，犧牲收斂速度換取穩(wěn)態(tài)降噪量。27.（簡答）列舉TWS耳機在通透模式下出現(xiàn)“自己說話回聲”的三大機制，并給出對應(yīng)抑制方案。答案：機制A：骨導(dǎo)聲經(jīng)耳道泄漏被誤差麥克風(fēng)二次拾取；方案：開啟下頜振動傳感器，做骨導(dǎo)信號相干消除。機制B：側(cè)音通路延遲大于40ms引起感知分離；方案：將側(cè)音延遲控制在10ms以內(nèi)，并用動態(tài)壓縮保持自然響度。機制C：麥克風(fēng)非線性THD>1%產(chǎn)生高次諧波，被當(dāng)作環(huán)境聲放大；方案：在麥克風(fēng)前端加入?6dB輕壓縮，降低THD，后端用譜減重建。28.（簡答）解釋“水床效應(yīng)”在反饋ANC與feedforwardANC中的差異，并給出量化描述公式。答案：反饋系統(tǒng)水床由環(huán)路靈敏度積分決定，Snn(ω)|1+H(ω)|2≥Snn(ω)，能量守恒表現(xiàn)為∫log|1+H|dω=0；feedforward則受聲學(xué)路徑非最小相位限制，水床出現(xiàn)在零極點抵消失敗頻段，量化公式：ΔNR(ω)=10log|1?ρ2(ω)|，其中ρ為參考信號與主噪聲相干系數(shù)，ρ越小，水床越深。29.（簡答）說明為何在自適應(yīng)ANC中，采用變步長NLMS比固定步長FxLMS對沖擊噪聲更魯棒，并給出一種變步長規(guī)則。答案：沖擊噪聲瞬時功率大，固定步長會導(dǎo)致濾波器系數(shù)劇烈偏移，甚至飽和。變步長根據(jù)瞬時誤差能量調(diào)整：μ(n)=μmax/(1+α·e2(n)/σe2)，σe2為誤差平滑功率，α=2時可快速降低沖擊期間的步長，沖擊過后恢復(fù)，保持穩(wěn)態(tài)失調(diào)與收斂速度平衡。30.（簡答）描述一種基于深度濾波的“音樂回傳”場景下ANC不犧牲音質(zhì)的方法，并給出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要點。答案：采用雙分支網(wǎng)絡(luò)：分支一輸入外部麥克風(fēng)，輸出降噪掩碼；分支二輸入音樂信號，輸出補償濾波器。兩分支在復(fù)數(shù)譜域做聯(lián)合優(yōu)化，損失函數(shù)=α·SNRloss+β·MusicDist+γ·L1，其中MusicDist用感知加權(quán)。網(wǎng)絡(luò)要點：1.復(fù)數(shù)LSTM+卷積混合，參數(shù)<1M；2.音樂分支使用殘差連接，保證透明；3.訓(xùn)練數(shù)據(jù)加入?10dB音樂泄漏，提升魯棒性；4.推理端共享FFT，延遲<8ms。31.（計算）已知反饋ANC系統(tǒng)誤差麥克風(fēng)靈敏度?42dBV/Pa，揚聲器靈敏度92dBSPL/1W，1m，功放增益26dB，聲反饋路徑在200Hz增益?18dB（電到聲循環(huán)），若目標(biāo)降噪深度15dB，求所需環(huán)路控制器增益Gc（dB），并判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定（相位?140°）。答案：環(huán)路需滿足|L|=|Gc+18?42+92?20log(1/0.2)|=|Gc+18?42+92?14|=|Gc+54|，目標(biāo)靈敏度=?15dB→|L|=15dB，故Gc=?69dB。相位裕度=180?140=40°>0，系統(tǒng)穩(wěn)定。32.（計算）設(shè)計一個前饋ANC濾波器，采樣率48kHz，要求在500Hz處產(chǎn)生?20dB衰減，同時保持1kHz處0dB增益，已知初級路徑P(z)=0.8z?3，求最小階FIRW(z)并給出系數(shù)（四舍五入三位小數(shù)）。答案：采用二階FIR即可。設(shè)W(z)=w0+w1z?1+w2z?2，列方程：|W(e^j2π500/48000)|=0.1，|W(e^j2π1000/48000)|=1，群延遲約束arg=0。解得w0=0.634，w1=?0.268，w2=0.634。33.（計算）在車載4點虛擬麥克風(fēng)系統(tǒng)中，目標(biāo)點距誤差陣列中心30cm，聲速340m/s，若采用LMS算法，求最大收斂步長μmax，已知輸入信號功率σx2=0.05，濾波器長度L=64。答案：μmax=2/(Lσx2)=2/(64×0.05)=0.625。34.（計算）某耳機揚聲器在密閉腔內(nèi)產(chǎn)生1kHz方波，幅度1V，腔體體積2cm3，泄漏孔0.5mm×1mm，求穩(wěn)態(tài)聲壓級（忽略熱損耗）。答案：方波基波2/πV，揚聲器電阻抗32Ω，電流0.02A，體積速度U=Sd·v=0.0001m2×0.02/32×Bl=0.0001×0.02×8/32=5×10??m3/s。泄漏聲阻抗Z=ρc/A=415/(0.5×10??)=8.3×10?Pa·s/m3，聲壓p=U·Z=0.415Pa→L=20log(0.415/20e?6)=86dBSPL。35.（計算）若深度學(xué)習(xí)降噪網(wǎng)絡(luò)每幀512點，50%重疊，實時因子RTF=0.3，CPU主頻1GHz，求每幀最大可分配cycles及等效功耗（假設(shè)1cycle=1pJ）。答案：幀周期10.67ms，RTF=0.3→實際運算時間3.2ms，cycles=1G×0.0032=3.2M，功耗=3.2mW。36.（綜合設(shè)計）請給出一種“開放式辦公場景”下的分布式ANC天花板方案，要求覆蓋5m×5m區(qū)域，降噪目標(biāo)8dBA，預(yù)算限制單點成本<100USD，列出傳感器數(shù)量、揚聲器數(shù)量、算法架構(gòu)、功耗估算及安裝要點。答案：傳感器：8個低成本MEMS麥克風(fēng)陣列，間距1.8m，邊緣補位，單價4USD。揚聲器：16個2inch全頻單元，嵌于天花板600×600mm礦棉板，單價6USD。算法：邊緣ARMM4F節(jié)點，每節(jié)點驅(qū)動4揚聲器，采用去中心化分塊FxLMS，子帶8段，步長0.001，48kHz采樣，MIPS<80，內(nèi)存<256kB。功耗：每節(jié)點0.8W，總13W，PoE供電。安裝：麥克風(fēng)與揚聲器共面，高度2.7m，下傾15°，避免空調(diào)直吹；利用現(xiàn)有網(wǎng)線，無需鑿墻。成本：8×4+16×6+4×15=32+96+60=188USD，低于100×4=400USD。實測200Hz?1kHz平均降噪8.3dBA，語音清晰度提高12%。37.（綜合設(shè)計）描述一種“自適應(yīng)通透”算法，可在用戶突然進入地鐵環(huán)境時0.5s內(nèi)自動從通透切換至ANC，并保證音樂不中斷，給出觸發(fā)機制、增益交叉淡化曲線及用戶體驗指標(biāo)。答案：觸發(fā)：外部麥克風(fēng)能量檢測+低頻占比>60%持續(xù)120ms，聯(lián)合加速度計“步行”→“靜止”狀態(tài)轉(zhuǎn)移。切換：雙二階變系數(shù)濾波器，通透模式增益+6dB，ANC模式?2dB，交叉淡化用余弦包絡(luò)，256樣本窗口，淡入淡出同步，延遲<5ms。指標(biāo)：切換過程音樂響度變化<1dB，頻響波動<±0.5dB，用戶主觀評分>4.5/5，誤觸發(fā)率<1次/天。38.（綜合設(shè)計）設(shè)計一款“助聽+ANC”一體化耳機的信號流，使ANC深度>15dB同時助聽增益>30dB，且不得出現(xiàn)嘯叫，給出硬件分區(qū)、算法分區(qū)及驗證方法。答案：硬件：三麥克風(fēng)，一前饋二反饋，獨立24bitADC，動態(tài)范圍>110dB；揚聲器采用雙動鐵+動圈分頻，低頻動圈負(fù)責(zé)ANC，高頻動鐵負(fù)責(zé)助聽放大，物理隔離。算法：低頻段<1kHz采用FBANC，誤差麥克風(fēng)靠近動圈；高頻段>1kHz采用FF助聽波束+反饋抑制，利用NLMS自適應(yīng)消除助聽與ANC串?dāng)_；分區(qū)DSP雙核，ANC核48kHz，助聽核16kHz，共享內(nèi)存FIFO。驗證：使用GRAS45CA，掃頻測閉環(huán)增益峰值<0dB，助聽頻段THD<0.5%，ANC20?500Hz平均?18dB，延