ANC降噪方案为TWS打开更广阔的蓝海

发表时间: 2024-03-25 03:19:41 来源:工程案例

  自从苹果开创出TWS(真无线耳机)这一市场之后,TWS凭借其方便、随时随用等特性迅速在市场普及,短短几年间就从蓝海转变为红海的市场。据智研咨询数据统计显示,2017-2018年,全球TWS耳机市场规模由20亿美元增至53.76亿美元,全球TWS耳机出货量由2000万台增长至6500万台。预计2020年全球TWS耳机市场规模将超过110亿美元,出货量也达到1.5亿台。更有业内人士预测,未来5年TWS耳机出货量将突破10亿台,成为将来耳机市场的“头号玩家”。

  TWS耳机的适用场景变多、产品分化越来越细微,包含强调配戴稳定性且具有防水防汗机能的运动款;针对外型和音质表现持续优化的音乐耳机;在玩游戏情境方面,也有针对极低延迟率和游戏音讯调校的产品选择。TWS可说在近几年消费型音讯设备市场中,声量与关注度都是最高的产品线之一。如今的市场上,以搭载ANC(主动降噪)技术的TWS耳机又称为蓝海中的主流。作为业界广泛认可的数据转换和信号处理技术全球领先供应商,ADI公司提供了业界独具优势的专用ANC音频解决方案,具有低延迟、低功耗、小体积等特性,可按照每个客户需求,满足标准、主流以及特色等不同设计需要。

  噪声时时刻刻在干扰着我们的学习、工作和生活,想要安安静静的休息一下或听会儿音乐,这时我们就需要ANC技术来让我们,给耳朵一个清净的世界。主动降噪问题一直是音频厂商致力于解决难题。苹果于2019年推出AirPods Pro,其最大的提升就是增加主动降噪功能。

  耳机降噪的方法有两种,主动降噪和被动降噪。主动降噪是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,将噪音中和,以此来实现降噪的效果。主动式降噪耳机带有与外界噪声抗衡的降噪电路,而被动式降噪耳机主要是通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声。由于被动式降噪耳机的噪声没有经过降噪电路芯片处理,所以一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果并不明显。因此,被动降噪渐成明日黄花,主动降噪成为市场主流。

  20世纪初,声学专家们开始考虑从噪音的本身入手进而达到减弱噪音的目的。最早是1933年,德国物理学家Paul Lueg提出有源噪声控制即主动降噪的概念,利用声波相消性干涉原理降噪。1978年,Bose的创始人Amar G. Bose博士在从欧洲飞往波士顿的飞机上,发现飞机引擎的噪音让他失去了戴耳机欣赏音乐的兴致,这激发了他在BOSE公司进行一项消噪科技的研究,最终,BOSE公司创造了一款既能高保真的重现人声和音乐又能显著消除不必要舱内噪音的耳机。

  到20世纪90年代, ADI fellow和美国工程院院士Bob Adam,发明和开发了全球第一片单片Sigma-Delta音频ADC,使得Bose面向普通消费者的降噪耳机QuietComfort成为可能。进入21世纪,ADI fellow Khiem Nguyen发明和推动了低延时、低功耗音频编解码器信号链的产生,使得BOSE工程师们在降噪耳机QuietComfort的基础上推出小型化降噪耳机QC20,自此掀起了耳机行业“革命”的浪潮。

  从理论上看主动降噪很简单,实际在设计上却有各种技术难点。比如如何准确感应噪声,如何确保噪声声波完全被抵消。为此主动降噪设计有三种不同的主动降噪技术,大致上可以分为前馈式(FeedForward)、反馈式(Feedback)以及两者结合的混合式(Hybrid)。前馈式主动降噪耳机一般位于外部,采集噪声后输送给DSP处理,再输出反相声波进行降噪;反馈式主动降噪耳机的麦克风位于腔体内部,所采集并输往DSP的噪声与耳朵听到的基本一致,可以直接进行反相处理;两种方式结合的混合式主动降噪,能轻松实现更快、更好的降噪效果,ADI就是首批开发混合式降噪的公司之一。目前,虽然混合式主动降噪成本相对更高,但随着芯片、麦克风成本降低,这种能带来更佳听音体验的方式必将成为厂商首选。

  从上图能够准确的看出,主动降噪最核心的3个部分是ADC、DSP和DAC,ADI利用自家高性能的模拟技术和数字处理技术推出一系列专用降噪解决方案,例如低功耗编解码器ADAU1787,可提供4路ADC输入接口和4路数字麦克风输入,且这些输入口是并行输入,能轻松实现单芯片应用于混合降噪耳机。同时,ADAU1787具有独特的双核设计,FastDSP核做主动降噪滤波器处理,SigmaDSP核做EQ后处理,对降噪处理后损失的音乐中低频部分做补偿。另外,ADAU1787 2.3*2.8 mm的BGA封装,在1.8V供电功耗仅约为6-7mW,因为该方案很适合功耗和芯片体积要求更严苛的TWS耳机。

  据悉,ADI主动降噪方案采用的是蓝牙和ANC CODEC分离的方案,这种“天然”隔离的方法,降低了蓝牙收发带来的噪声干扰。它的好处就是功耗也能分开来算:当开启主动降噪不听歌或者听歌不开主动降噪的时候,ANC相关部分组件就会全部休眠。但如果不是分离方案,蓝牙芯片自己搭载降噪的话其续航通常就会下降,因为它没法休眠一部分,这也是ADI降噪方案的优势之一。另外,从集成度上来考虑的话,目前ADI能将ANC解决方案做成模块,通过芯片+软件的方式,将其Sigma Studio可配置软件集成到系统解决方案中。该工具的优点是它允许通过拖放模块来生成代码。因此,非程序员也可以轻松上手该软件,对于不懂编程但精通声学的客户群体很适用。

  历经多年蒸蒸日上,带有ANC功能的耳机市场正在处于粗放增长阶段,各级玩家都将全方面进入这一个市场。在前不久的亚洲蓝牙耳机展(冬季)展上,ADI中国产品事业部总经理赵轶苗表示,数字音频芯片作为ADI中国的重要产品方向,在与主流厂商都有合作并获得高度认可的情况下,将正逐步加强与产业生态上下游的合作,以优化ANC方案使其性能更优、更易使用、惠及更多市场参与者,一同推动ANC技术市场的健康发展,让更多人享受科学技术进步的魅力与乐趣。

  致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商--- 大联大控股 宣布,其旗下诠鼎 推出基于高通 ( Qualcomm) QCC3003+ ams AS3418的 ANC主动式抗噪蓝牙耳机解决方案。 耳机抗(降)噪有两种方式。第一种为被动式抗噪,通过耳机的材质及音腔结构来达到抗噪需求。被动式抗噪无法处理低频的噪音,如汽车、飞机的引擎声,风扇转动的马达噪声,或者地铁列车在轨道上行驶的噪声。当人们佩戴耳机的时候该被动式抗噪方式会把外界的声音“完全”隔绝,包括同行朋友呼唤你的声音以及在路上行走时汽车逐渐靠近的引擎声,因此佩戴被动式抗噪耳机易发生危险。 第二种为主动式抗噪(Active Noise Cancelling ANC),

  主动式抗噪蓝牙耳机解决方案 /

  自2016年苹果的AirPods发布以来,TWS耳机市场一直在迅猛发展和壮大,各大手机生产厂商、音频厂商、互联网厂商纷纷布局TWS耳机行业,使得TWS蓝牙耳机成为人类手中无法替代的电子科技类产品。由于TWS耳机是一款内置锂电池的产品,确保TWS耳机锂电池的安全性为大家关注的重点。耳机中内置的锂电池包及电路设计决定了一款耳机的体积及重量,为了更好的提高用户佩带体验和更高的性能和更长的待机时间要求,电池的体积、效率、寿命、功耗也成为了耳机厂家关注的技术要点。 依据市场需求,创芯微推出了单节二合一系列产品,其全保护、功能集成、体积小、低功耗的特点精准贴合TWS耳机需求,其中CM1124系列产品为其佼佼者之一,其典型系统应用原理图如下: 图1 应用原

  蓝牙耳机锂电池安全应用保驾护航 /

  设计过程中 非常容易出现的一些常规问题,今天汇总一下。 充电仓的TYPE-C USB的两个 CC1,CC2脚不能短接在一起,要各自独立接下拉电阻: 如果CC1与CC2短接的话,用PD适配器就会出现充不了电的现像, 因为PD设备是要做检测机制的. 2. 充电盒上的霍尔器件与磁铁的间距设计最好控制在3MM以内,如果超过这个距离,需要做详细的可靠性验证,因为 磁铁在高温后会有退磁现像,如果两者距离太远,有极大几率会出现霍尔感 应失灵的问. 3. 充电顶针底部要做PCB穿过孔的,这样的设计可靠性更有保证. 4.耳机的MIC一定要求结构必须要有密封设计,特别是有ANC,ENC功能的项目. 5.耳机PCB上的充电顶针与焊盘建

  耳机设计有可能会出现的问题分析 /

  OnLeaks 和 91Mobiles 曝光了一加新款无线耳机的渲染图。爆料称,该耳机名为“一加 Nord TWS”,并展示了耳机的整体设计。 渲染图显示,该耳机采用黑色外观,带有金色按钮,耳机柄非常粗,以及长椭圆形状的充电盒,有点类似索尼的风格。爆料称,该耳机可能会在今年晚些时候发布。 IT之家了解到,OnLeaks 指出,一加 Nord TWS 的渲染图是基于最终原型产品制作的。因此,目前还很难通过渲染图来展示确切的设计,因为在正式对外发布时可能会有一些细微的变化。 除了 Nord 系列之外,爆料称,一加将在 2022 年推出一款新的健身手环、一款新的智能手表和一款平板电脑,以及一系列新的智能手机。

  近日,深圳证监局披露了万魔声学股份有限公司(简称“万魔声学”)接受上市辅导,辅导机构为中金公司,辅导备案日为11月19日。 天眼查显示,万魔声学曾用名“加一联创电子科技有限公司”以及“万魔声学科技有限公司”,公司专注于声学研发设计与智能软、硬件开发,“1MORE”是万魔声学科技有限公司打造的中国原创耳机品牌,1MORE四单元圈铁耳机,1MORE三单元圈铁耳机,iBFree蓝牙耳机等多款产品获得海内外消费者、发烧友和专业媒体的肯定,并将海外渠道拓展至全球23个国家及地区。 有必要注意一下的是,今年7月20日,共达电声发布了重要的公告称,其于2020年7月18日收到间接控制股权的人万魔声学决定终止本次重大资产重组事项的书面通知,公司拟终止本次重

  耳机厂商万魔声学拟A股IPO /

  在将超声波触摸传感器成功导入至两百万部智能手机之后,显通科技又有了新的计划——将新的人机交互技术应用得更广。 公司新推出的软件定义的智能表面交互解决方案,可在大型显示屏和可穿戴设备上实现虚拟控制的超声波触控解决方案,为消费产品的使用者真实的体验和用户界面带来创新和变革。这两款触控解决方案适用于小型可穿戴设备和大型智能显示屏,小至耳机、智能手表、智能眼镜等,大至15-24 英寸的智能显示屏。 超声波触控技术已成功商用多年 在2016年Hot chips大会上,显通科技就公布了一款初创触探传感器。此后,该项技术被大范围的应用于包括HTC、华硕ROG、联想等手机中。 显通科技CEO李政扬表示,有别于传统的电容触控,超声波技术无论在金

  到商用显示屏,显通科技的超声波触摸技术要全覆盖 /

  CEVA、博通集成和 VisiSonics 发布3D 空间音频参考设计

  CEVA、博通集成和 VisiSonics 发布用于耳机和 TWS 耳塞的3D 空间音频参考设计 三家企业一同为消费电子 OEM 和 ODM 厂商带来完整的 3D 空间音频硬件和软件解决方案 CEVA,全球领先的无线连接和智能传感技术的授权许可厂商(NASDAQ:CEVA) 与无线通信解决方案领域的主要厂商博通集成(Beken Corporation)和3D空间音频技术领导厂商VisiSonics宣布提供完整的3D音频参考设计,能快速部署支持空间音频的耳机和真无线立体声(TWS) 耳塞,用于游戏、多媒体和会议应用。 这款参考设计运用了博通的 BK3288X 蓝牙音频 SoC 系列,其中的CEVA-X2 音频

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  开发资料

  Millimeter-wave Radar Point Cloud Classification and Interference Mitigation

  电动汽车电池管理系统(BMS)simulink完整模型(含SOC、主动均衡等算法)

  直播回放 : 享受纯净 - ams主动降噪与接近传感带来耳机设计新境界

  有奖征文:邀一线汽车VCU/MCU开发工程师,分享开发经验、难题、成长之路等

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