【原创】TWS耳机如何实现惊人的40db降噪?

winniewei 提交于 周五, 12/13/2019
【原创】TWS耳机如何实现惊人的40db降噪?

作者:张国斌

半入耳式TWS如何获得惊人的降噪效果?这在以前难以想象,而现在 ,凭借ams的技术,这个梦想终于可以实现了。

10月29日凌晨,苹果发布其新一代TWS耳机--AirPods Pro无线耳机,该耳机支持主动降噪,经过评测该耳机,该半入耳式TWS耳机的降噪效果竟然超过额Bose包耳式耳机的降噪效果!试用过的人都被惊到,虽然该耳机售价1999元,但用户趋之若鹜,迫使苹果不断追加产能,该耳机也引领了TWS耳机降噪的潮流。半入耳式耳机如何实现惊人的降噪效果?让我们来了解一下在一直深耕主动降噪领域领导厂商ams的降噪黑科技。

1  长期耕耘带来收获

其实主动降噪技术原理很简单,我们都知道声音是一种波,它有波峰和波谷,这二者也直接决定了声音大小。根据物理学理论,频率相同、相位相反的两列波相遇时,会产生干涉和叠加现象。因此我们只要设计出一个类似的、状态完全相反的波,就可以把强度降到最低,噪音也就消除了。

 

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好比一个物体受力向上振动时,又有一股力主动出击,使劲压住这波振动,让其留在原地不动。主动降噪技术就是这么干的,让一股音波压制另一股音波。这就是主动降噪的原理,主动降噪技术除了在耳机应用外,在汽车领域也有广泛应用,大量中高档车型都应用了主动降噪技术。

 

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近日,ams全球销售与营销部执行副总裁Pierre Laboisseams接受了电子创新网等媒体的采访,介绍了ams的主动降噪技术。

实际上,ams在降噪领域已经深耕了十多年了,最早ams提供模拟降噪,此外, ams还为耳机制造商提供的专业知识,可帮助他们优化产品设计的声学,机械和电气方面设计。2016年 ams完成了对Incus Laboratories的收购,获得了新的数字音频技术,杀入了数字降噪领域。

Pierre 表示公司在音频领域积淀很多,在苹果AirPods Pro无线耳机发布之前,还没有一个针对半入耳式耳机的降噪方案。今年6月,ams公司正式推出了面向半入耳式耳塞的主动降噪芯片AS3460。

 

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AS3460是一个数字降噪方案。在芯片内部除了集成了主要用于降噪算法运行的Augmented Hearing Engine(简称AHE)外,还集成了用于信号控制的Arm Cortex-M4F MCU。其中AHE中的自研DSP更是ams这个方案的核心竞争力之一。该DSP是完全基于本身的IP研发,在做相关的算法处理上拥有其独到的优势,这个技术就源于早些年收购的Incus Laboratories。

ams多年来积累了大量的数字信号处理降噪专利,它能帮助厂商使用DSP进行降噪,其主要的做法是利用复杂的滤波器以及相关算法技术,在数字信号处理中进行频响以及相位补偿,在这些专利技术推动下,该方案获得了比传统模拟降噪方案有更好的性能表现。

AS3460还能够给芯片带来automatic preset selection(APS:也就是自动预设场景切换)功能,具体做法就是针对不同的场景,ams设计出了不同的滤波器,并将其暂存在芯片里。在实际使用中,APS能针对不同噪声场景自动配对最佳滤波器,带来更好的主动降噪效果。同时,使用了这个方案的耳机在使用的过程中还可以根据人耳与耳机之间泄露变化导致的传递函数改变实时计算最佳降噪参数并平滑切换,做到听感自然且无POP噪声。

 

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Pierre透露未来ams还会推出降噪效果更好的方案,此外 ,他认为TWS耳机行还将集成更多功能,例如和生物监测进行融合也是未来的趋势,ams在这方面有软硬件一体的方案,但是他没有透露更多细节信息。

据GFK预测到2020年,全球TWS蓝牙耳机的市场规模将达到110亿美金。TrendForce旗下拓墣产业研究院最新的报告也指出,仅2019年全球TWS蓝牙耳机出货量达7,800万组,年增长52.9% !这个数据还没有算入华强大量山寨AirPods Pro TWS耳机的出货,如果算上,这个数字将是非常惊人的!

明年,蓝牙SIG将推出真正支持TWS耳机的蓝牙新标准,届时,TWS耳机领域又将迎来新一轮巨变,详见《蓝牙音频新标将引发TWS芯片厂洗牌?小厂将出局?》,变化意味着机遇,我们会密切关注。

注:本文为原创文章,转载请注明作者及来源

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