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半入耳式无线耳机也想降个噪?ams:准了

来源:爱集微

#ams#

#降噪耳机#

2019-07-15

集微网消息(文/Oliver),很多人都好奇,苹果为什么能设计出AirPods这样一款又好用、又贵、又容易弄丢的耳机的。这款耳机从一开始的不被看好,到去年的3500万销量,可以说引领了未来耳机市场的走向。

研究报告发现,未来几年内有线耳机市场整体需求将会大幅下降,头戴式大致持平,而TWS蓝牙耳机则将迎来爆发式增长。面对这样一个庞大的市场,如果还能够拥有ANC(主动降噪)功能,将有助于OEM更快的挖掘市场潜能。

半入耳式无线耳塞的降噪梦

走在市场最前沿的苹果似乎有些“不思进取”,今年发布的第二代AirPods并没有消费者们所期待的主动降噪功能,而且功能和性能方面也仅仅只是象征性的改善。究竟为什么苹果没有将ANC功能赋予第二代AirPods呢?技术难度太大吗?答案是肯定的。

主动降噪的原理就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,从而将噪音中和,实现降噪的效果。要想实现耳机的主动降噪,就要通过耳机内的麦克风来主动侦测人耳可以听到的环境噪音,然后将噪音信号传至控制电路,让控制电路进行即时的运算,再通过喇叭发射与噪音相位相反、振幅相同的声波就能够抵消噪音。

市面上已经有多款入耳式设计和头戴式的主动降噪无线耳机,包括索尼、Bose和飞利浦等,但是消费者们更加青睐半入耳式无线耳塞,因为这种耳机佩戴起来更具舒适感。但由于这种设计几乎没有被动降噪,而且实现还需要面对声学泄漏问题。

半入耳式无线耳塞本身的结构决定了很难保证系统低频响应,另外在佩戴时容易松动,外界的噪音会很容易的泄露进来。所以想要在这种耳机里引入主动降噪系统,那么实时性会变得非常重要。

因为TWS无线耳塞的佩戴情况很容易改变耳朵听到的噪音在不断发生变化,所以降噪系统扬声器的目标滤波器可能也在不断发生变化,这就对主动降噪的及时检测、调整以及算力都会有更高要求。

对症下药

半入耳式无线耳塞拥有一个主动降噪的梦,而在今年的MWC上,集微网记者发现了一个考虑周到的圆梦人—艾迈斯半导体。其具备噪音泄露实时补偿能力的AS3460芯片将成为半入耳式无线耳塞的福音。

过去,艾迈斯半导体的主动降噪方案大多基于模拟电路。模拟降噪是通过外围模拟电路处理模拟信号,需要搭建复杂的电阻电容生成噪声滤波电路。而数字降噪自然是透过芯片内部DSP以及相关算法处理数字信号,无需复杂的外围模拟硬件电路。

2016年艾迈斯半导体收购了Incus Laboratories,这家英国公司拥有针对头戴式耳机和耳塞的数字主动降噪技术专利,其技术可广泛应用于各种通用的DSP内核。这项收购被认为是对艾迈斯半导体数字主动降噪技术能力的一次强有力的补充。

针对半入耳式无线耳塞容易造成的声学泄漏,ams的AS3460芯片具备自动泄漏补偿(ALC)功能,此技术可根据耳塞与用户耳朵之间的泄露实时调整参数,FFT频谱分析还能够帮助侦测一些极端应用场景,比如耳机脱离耳朵。

另外,艾迈斯半导体AS3460芯片的自动场景预设即时环境噪声检测功能(APS)能够针对不同噪声场景(地铁、飞机、公交等)自动配对最佳滤波器,实时计算最佳降噪参数并平滑切换,带来自然的听感且没有POP噪声。

为何AS3460芯片能够做到如此强悍的主动降噪呢?下图是该芯片的内部结构图,可以看到这一颗芯片就可以支持最多6个麦克风,艾迈斯半导体耳机与汽车传感器部门的无线耳塞解决方案营销经理Christian Feierl在接受集微网记者采访时表示,支持最多6个麦克风的主要价值在于对前馈和反馈降噪的同时支持,一颗芯片即可做双耳的混合降噪实际上是只有两个麦克风,用来做混合降噪。

另外,这颗芯片的精髓就在基于Incus技术的DSP单元,也就是艾迈斯半导体的AHE(Augmented Hearing Engine增强听觉引擎),滤波器的运算就是在这里进行的,从而实现了APS和ALC功能。

考虑周到的圆梦人

Christian表示,AS3460芯片拥有高达40dB的主动降噪效果,尺寸小(3mm×3mm)且功耗低(数字内核功耗<5mW)。另外,该芯片还能够在一定程度上用于辅助抑制音乐以及环境中产生耳鸣的频段。除了主动降噪,AS3460芯片还拥有听力增强的功能,终端用户不仅能在打电话的时候屏蔽掉噪音,还能够突出人声。

市面上暂时还没有针对半入耳式无线耳塞的主动降噪解决方案,艾迈斯半导体在解决这一系列难题的同时,还能够多方位考虑,将多种功能集成到一套解决方案中,这也符合其持续突破保持创新的传统作风。

据了解,目前有大牌终端厂商已经在使用ams的全新数字降噪技术,相信这一“黑科技”很快就能与用户见面。(校对/Jurnan)

责编: Aki

Oliver

作者

微信:Oliver24-

邮箱:wanglf@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体制造、芯片设计、物联网等领域。微信:Oliver24-

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