在列车上打开主动降噪，低沉的轰鸣往往会一下退远。奇妙的是，耳机并没有把外面的声音收进来删除，而是在耳边又发出了一份声音。
为什么加上一份声音，反而会更安静？关键在于声压怎样叠加，以及这份声音能不能赶在正确的时刻到达。
先把声音想成空气的一松一紧
公路上的车辆使空气振动，局部空气交替变得更密、更疏，压力也随之高于或低于平衡值。这些变化传播到耳朵，推动鼓膜振动，成为听见的声音。
画成上下起伏的波形时，纵轴可以表示某个位置的声压变化。它不是空气分子真的排成一条上下翻滚的绳子，也不是声波在空间中只有一条线。
假如噪声在某一刻让耳边的声压高一点，另一个声源恰好让这里的声压低同样多，两份变化叠加后，偏离平衡值的幅度就会变小。噪声下一刻变低，补偿声也相应变高，这就是相消干涉的基本思路。[1]
“反声波”，反的是哪一部分
理想情况下，若噪声引起的声压变化是p(t)，补偿声在同一位置、同一时刻形成−p(t)，两者相加就是零。
这里有三个条件：幅度要对得上，时间要对得上，还得是在要控制的位置对得上。只播放一段听起来“相反”的声音，并不能自动消掉房间或公路上的全部噪声。
耳机之所以适合做这件事，是因为需要照顾的主要是耳道附近很小的区域，扬声器又离它很近。让这里的噪声变弱，已经足以改变听感；外面的车辆并没有因此停止发声。
两个“听音位置”，各自负责什么
物理隔音先发挥作用：耳塞或耳罩挡住一部分外界声音。主动降噪再用麦克风和电子电路，处理仍会传进来的噪声。[3]
一种常见的混合方案同时参考耳机外侧与内侧的声音：
| 位置或部件 | 主要作用 |
|---|---|
| 朝外的麦克风 | 测量外部环境，为补偿提供参考 |
| 朝内的麦克风 | 监听耳道附近仍然存在的声音，帮助校正结果 |
| 降噪电路与处理器 | 根据测量及声学路径，计算需要的控制信号 |
| 扬声器单元 | 把电信号转换为空气中的声音，发出音乐和补偿声 |
内侧麦克风不是单纯读出一个“噪声剩余百分比”，而是在测量随时间变化的声音。麦克风数量、摆位和控制方式也因产品而异，并非所有降噪耳机都恰好只有两个麦克风。[2]
计算与发声也要分清：芯片负责处理信号，最终让空气振动的是扬声器。
难点在于，声音不会等计算完成
每秒数百次甚至更快的压力变化，留给系统的时间很短。以200Hz单频声为例，一个周期只有5毫秒；频率再高，周期还会更短。这是频率与周期的换算例子，不是某款耳机芯片的固定处理延迟。
补偿声如果迟到，原本应该遇上波峰的“反向变化”，就可能落到别的位置。结果未必完全失效，但残余噪声会增加；相位错得很厉害时，还可能出现增强。现实系统必须把采集、计算、扬声器响应，以及声音从各处传到耳道的过程一起考虑。
低频、比较稳定的轰鸣通常更容易明显减弱。人声横跨多种频率，内容又不断变化；突发的尖锐声、风擦过麦克风的声音等，也会带来不同难题。因此，主动降噪与耳塞、耳罩的物理隔音需要配合，不能期待按一下开关就得到完全无声的世界。[4]
音乐为什么不会也被一起消掉
可以把耳边的声音粗略写成：
想听的音乐 + 传进来的环境噪声 + 耳机发出的补偿声。
控制系统的目标，是让后两项尽量相互抵消，留下想听的音频。它不是把混合后的所有声音都取反；如果那样做，音乐也保不住。
实际系统还要兼顾频响、失真、佩戴变化和稳定性。耳塞松一点、耳罩漏一点，声学路径就会改变，效果也可能跟着变。这也是为什么同一副耳机，换一个耳塞尺寸或重新戴好，听感会有变化。[2]
即使没有播放音乐，只要设备开启并处于相应降噪模式，麦克风、处理电路和扬声器仍能继续工作。那份安静来自对环境声的控制，不必先靠更响的音乐把它盖过去。[3]