“結廬在人境，而無(wú)車(chē)馬喧�！币磺Ф嗄昵暗墓湃藢η屐o的環(huán)境便充滿(mǎn)了向往。時(shí)至今日，人類(lèi)社會(huì )進(jìn)入空前繁華的現代化時(shí)代，繽紛多彩的生活無(wú)可避免地被遠超“車(chē)馬喧”的各種噪音侵蝕，想要靜靜成為現代人們的“奢想”。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，一種叫主動(dòng)降噪（ANC）的技術(shù)讓這種“奢想”開(kāi)始變成現實(shí)，并逐步應用到了消費電子、汽車(chē)座艙、智慧家電等與人類(lèi)生活密切相關(guān)的諸多領(lǐng)域。以TWS（真無(wú)線(xiàn)藍牙耳機）為例，主動(dòng)降噪功能也已成為產(chǎn)品市場(chǎng)競爭的功能“剛需”�！懊鎸ο乱淮鶷WS耳機愈發(fā)強烈的主動(dòng)降噪需求，上游廠(chǎng)商如何通過(guò)提供高性能芯片與算法解決方案，助力客戶(hù)導入產(chǎn)品并迅速將其推向市場(chǎng)，是TWS耳機‘下半場(chǎng)’競爭搶占市場(chǎng)先機的關(guān)鍵�！盇DI中國事業(yè)部工業(yè)醫療消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Sophie在近日的采訪(fǎng)中表示。

ADI中國事業(yè)部工業(yè)醫療消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Sophie Mao

揭秘主動(dòng)降噪技術(shù)的百年探索史，解碼TWS耳機的新爆點(diǎn)

人類(lèi)與噪音的斗爭史可以追溯到原始社會(huì )，打雷時(shí)嚇得捂住耳朵算是人類(lèi)最早的降噪手段了。如今，傳統降噪方式衍生出了很多相關(guān)產(chǎn)品，例如耳塞、隔音棉、隔音板等，均是通過(guò)包圍耳朵形成封閉空間，或者采用硅膠耳塞等隔音材料來(lái)阻擋外界噪聲的被動(dòng)降噪，對高頻噪聲能起到很好的抑制作用，但對低頻噪聲卻無(wú)能為力，也無(wú)法從根本上解決噪聲。

主動(dòng)降噪ANC則是通過(guò)偵聽(tīng)背景噪聲，利用芯片與算法模型計算噪聲聲波并生成反相聲波，利用聲波疊加抵消原理達到降噪效果�？v觀(guān)其發(fā)展歷史，20世紀初聲學(xué)專(zhuān)家們開(kāi)始考慮從噪音的本身入手從而達到減弱噪音的目的，最早在1933 年，德國物理學(xué)家 Paul Lueg提出有源噪聲控制即主動(dòng)降噪的概念，利用聲波相消性干涉原理降噪。1978年，Bose的創(chuàng )始人Amar G. Bose博士在從歐洲飛往波士頓的飛機上，發(fā)現飛機引擎的噪音干擾了他戴耳機欣賞音樂(lè )的興致，在下飛機之后就開(kāi)始推導驗算寫(xiě)出了降噪耳機最原始的方程式。

到上個(gè)世紀90年代，ADI fellow、美國工程院院士Bob Adam發(fā)明和開(kāi)發(fā)了全球第一片單片Σ-Δ音頻ADC，使得Bose面向普通消費者的降噪耳機QuietComfort成為可能。進(jìn)入21世紀，ADI fellow Khiem Nguyen發(fā)明和推動(dòng)了低延時(shí)、低功耗音頻編解碼器信號鏈的產(chǎn)生，使得Bose工程師們在降噪耳機QuietComfort的基礎上推出小型化降噪耳機QC20，自此掀起了耳機行業(yè)“革命”的浪潮�！斑^(guò)去三十年來(lái)ADI一直與業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)合作，處于A(yíng)NC領(lǐng)域的全球前沿，積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗�！盨ophie指出，“因此，無(wú)論是早期推出的可編程低延時(shí)音頻處理引擎ADAU1772還是2017年及2019年先后推出的ADAU1777和ADAU1787，到我們最新推出的ADAU1860，綜合性能一直處于當年業(yè)界領(lǐng)先地位�！�

由ADI中國事業(yè)部研發(fā)的ADAU1860/ ADAU1850發(fā)布

新一代低功耗ANC芯片發(fā)布，多點(diǎn)關(guān)鍵性性能再升級

據Sophie介紹，當前數字主動(dòng)降噪是業(yè)界廣泛采用的技術(shù)，無(wú)論是前饋式、反饋式以及兩者結合的混合式（Hybrid），都是基于麥克風(fēng)的噪聲采集——DSP/MCU處理，再輸出反相聲波進(jìn)行降噪�！盁o(wú)論是ADC/DAC還是DSP，ADI都是業(yè)界公認具有領(lǐng)先技術(shù)的企業(yè)，因此我們在A(yíng)NC技術(shù)領(lǐng)域具有天然的領(lǐng)先基因�！盨ophie指出，“而DSP相較于固化軟件的arm處理器具有極大的設計靈活性和優(yōu)化能力——你可以單獨調整濾波器，也可以根據不同需求定制軟件�！�

ADAU1860是ADI推出的新一代低功耗主動(dòng)降噪芯片，主要由三個(gè)部分組成：第一部分是ADC，將外界的音源采集進(jìn)來(lái)，轉換成數字信號；中間部分是兩顆非常強大的DSP，一顆是 HiFi-3z DSP，主要實(shí)現音頻場(chǎng)景的識別，例如上行降噪、語(yǔ)音喚醒。另一顆則是Fast DSP，擴展到了96位指令集，在完成ANC的一套濾波器算法外可以實(shí)現對底噪的抑制，對EQ的調整等更多功能；第三部分則是高性能的DAC，供電上1.2V與1.8V的雙電源軌設置，可以根據客戶(hù)不同的使用場(chǎng)景，進(jìn)一步優(yōu)化功耗。

而Sophie提到的基于arm內核MCU方案是業(yè)界ANC方案中采用較多的一種集成化SoC系統方案，通常將藍牙與ANC功能實(shí)現單芯片集成�！癆DI主動(dòng)降噪方案采用藍牙和ANC CODEC分離的數字處理電路、混合式降噪方案，這種天然隔離的方法相比SoC的方案，降低了藍牙收發(fā)帶來(lái)的噪聲干擾，為客戶(hù)帶去更好的音質(zhì)體驗�！盨ophie補充道，“耳機最本質(zhì)功能是確保音頻品質(zhì)，好的方案需要確保用戶(hù)享受音樂(lè )的聽(tīng)感體驗，這部分是由模擬技術(shù)來(lái)決定的�！�

分離方案 VS SOC 方案

ADI利用ADC、DAC和DSP組合設計，在保障信號質(zhì)量的同時(shí)表現出了強大的信號處理能力，同時(shí)彰顯了其在芯片小封裝與低功耗上的深厚功力。針對TWS耳機市場(chǎng)有分化成基本功能型與擴展型的兩大發(fā)展趨勢，ADI同期推出了功能型產(chǎn)品ADAU1860和簡(jiǎn)化版本ADAU1850，兩款產(chǎn)品主要的區別是后者減少了Hifi-3Z DSP,僅保留Fast DSP�！氨M管減少了ADAU1860的音頻場(chǎng)景識別，但同樣可以幫助客戶(hù)在A(yíng)NC上達到非常高的水平，完成產(chǎn)品升級換代的訴求�！� Sophie強調道。

一款出色的TWS耳機需要佩戴舒適以及長(cháng)時(shí)間使用并無(wú)差別適合各種生活場(chǎng)景，因此從聲學(xué)設計到被動(dòng)降噪與主動(dòng)降噪綜合平衡，都是需要廠(chǎng)家在設計耳機時(shí)考慮的要點(diǎn)�！癆DI新一代主動(dòng)降噪芯片可以提供適用于許多音頻和語(yǔ)音應用的可靠數字信號處理解決方案，包括語(yǔ)音增強、降噪、回聲消除、電平控制、聲音反饋抑制、麥克風(fēng)陣列和有源噪聲/振動(dòng)控制，這些都可以讓客戶(hù)為耳機創(chuàng )建一些獨有的特性和賣(mài)點(diǎn)�！盨ophie補充道。

本土研發(fā)優(yōu)勢+全生態(tài)支持，ADI助推ANC加速市場(chǎng)滲透

據Sophie介紹，此次新品也是ADI中國團隊完全本土自主研發(fā)設計的產(chǎn)品，背后透露了三個(gè)方面綜合考慮：
首先在硬件層面上，ADI中國研發(fā)團隊充分融合了本地客戶(hù)的產(chǎn)品設計和市場(chǎng)需求，無(wú)論是本地消費類(lèi)的大客戶(hù)、小客戶(hù)還是中型客戶(hù)，都盡量能夠貼近他們的硬件需求；
其次在軟件和支持層面，ADI的軟件開(kāi)發(fā)工具與部分算法，都是由本地來(lái)實(shí)現的，因此可以在很短的時(shí)間內就可以幫助客戶(hù)使用ADI的開(kāi)發(fā)工具設計出更好的產(chǎn)品；
最后一點(diǎn)在供應鏈上，ADI會(huì )更多地采用本土的供應商，讓客戶(hù)有了更多的選項，以滿(mǎn)足不同的訴求。

“ADI免費的音頻處理器編程、開(kāi)發(fā)和調試軟件Lark Studio工具，提供多種集成至直觀(guān)的圖形用戶(hù)界面(GUI)的信號處理算法，從而能夠創(chuàng )建復雜的音頻信號流，對于不懂編程但精通聲學(xué)的客戶(hù)群體來(lái)說(shuō)，他們也可以使用該軟件輕松完成任務(wù)�！� Sophie指出，“Lark Studio也是很好的在線(xiàn)實(shí)時(shí)調音平臺，我們所有的客戶(hù)都是基于Lark Studio來(lái)做前期開(kāi)發(fā)，包括完成原型設計�！�

雖然現階段的TWS耳機市場(chǎng)火爆依舊，但其中增長(cháng)的很大一部分仍然是沒(méi)有ANC功能的TWS耳機，原因是ANC在開(kāi)發(fā)和在生產(chǎn)環(huán)節還是有非常多技術(shù)上的門(mén)檻。為幫助更中小企業(yè)順利導入ANC方案，ADI除了持續創(chuàng )新不斷推出性能更優(yōu)的產(chǎn)品方案，更在推出硬件參考設計之余加強軟件參考引導，讓客戶(hù)的設計和量產(chǎn)更容易。此外，ADI還與生產(chǎn)校準設備廠(chǎng)商合作，直接將ADI整套校準程序集合于其中，降低客戶(hù)生產(chǎn)校準的技術(shù)門(mén)檻�！癆DI會(huì )跟廣大廠(chǎng)家合作，幫助他們將有ANC需求的客戶(hù)做轉化，共同推動(dòng)ANC功能在TWS耳機中的普及。相信有了ANC技術(shù)加持，TWS耳機在將來(lái)不僅是一個(gè)提升生活品質(zhì)的配件，也會(huì )是不可或缺的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)入口之一�！盨ophie總結道。