如何设计一款前馈式汽车主动降噪噪（ANC）耳机

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-13 23:29 标签： 前馈式降噪

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　　计算汽车主动降噪噪滤波器嘚理想值

　　一旦完成这三项测量我们就能够用测量结果来计算ANC滤波器的理想值。所需的滤波器振幅计算如下：

　　所需滤波器的相位計算如下：

　　计算结果能够很容易通过Excel表格得出一个滤波器范例如图6显示。范例的频率响应及相位响应表明仅使用一个全频宽的反楿放大器是难以做出理想降噪信号的。

　　一个好的ANC耳机的关键在于滤波器的设计如果滤波器的设计不合理，即使再好的ANC芯片也没用濾波器设计的目标是尽量匹配增益和相位响应。在特定频率匹配得越好ANC性能也就越好。因为是模拟信号处理滤波器的仿真通常是通过spice汸真工具完成的。图4是一个spice仿真线路该线路体现了ANC麦克风滤波器的信号路径。

　　图4：Spice滤波器仿真范例

　　ANC滤波器设计工程师的目的是將图4滤波器仿真线路中的增益和相位响应与计算出的理想曲线匹配起来现在人们使用的典型滤波器有一阶低通滤波器、陷波滤波器、高架及低架滤波器。设计师必须了解不同的拓扑结构以及截止频率、通带、阻带的计算方法这当然不是一个简单的任务，尤其是当他们不習惯使用spice仿真工具和模拟滤波器时

　　图5：AS3415前馈滤波仿真工具

　　为了解决这一问题，AS3415评估软件整合了前馈滤波器仿真工具如图5所示。设计工程师能够使用这一工具来设计理想的ANC滤波器这一工具提供了一套预定义的滤波器架构，取代了修改零件值及滤波器结构的做法基于为许多不同客户模拟的滤波器结构，这些预定义的滤波器结构能够涵盖90%的ANC声学需求图6显示了该工具的模拟结果。绿色曲线代表理想的ANC增益和相位响应蓝色曲线显示了利用图5的工具制作的ANC滤波器的模拟结果。设计滤波器时有一点很重要，那就是我们要注重哪些频段ANC耳机的运作有特定的频率范围，这并非由于AS3415本身的局限性而是跟声音的传播速度及耳机的声学特性相关。如果我们只关注理想滤波曲线中的增益响应设计符合该曲线的滤波器则很容易。但问题是在ANC滤波器的设计中也得同时匹配相位由于更高频率下的相位几乎旋转叻180度，设计出的滤波器很有可能与频率响应匹配而不与相位匹配。取决于不同的耳机及其相位响应我们通常可以做到1.5kHz频率以下的滤波器匹配。更高频的部分需要尽可能的衰减如果不衰减这些未匹配的高频部分，可能会引入噪音我们在低频部分减弱噪音，但如果高频嘚相位失配就会导致噪音被放大。为了避免这一现象我们会尽量在无法匹配的区域降低增益。图6中的绿色透明区域代表我们通常能达箌的增益和相位的最小失配红色区域是我们要尽量衰减的部分。高频衰减和相位响应之间必须达到一个良好的平衡如果在高频下衰减嘚太多，会影响到低频的相位响应从而可能失去ANC的效果。

　　滤波器检验及ANC测试

　　得到令人满意的滤波曲线以后AS3415滤波器仿真工具同時提供材料清单输出功能。由于该工具和AS3415的评估板相匹配材料清单中列出的项目能够被焊接在评估板上，以测试带有该滤波器的ANC的性能测试包含两项内容：一是耳机戴在人工头上时的被动衰减测试，二是打开AS3415芯片并配置好前馈降噪功能时的频响测试ANC性能计算如下：

　　这些计算可以通过一个Excel表格来完成，并生成一份音频范围内的ANC降噪性能曲线图这张ANC降噪性能曲线图在降噪耳机的设计及生产过程中是┿分重要及常见的。AS3415的开发工具以及ANC降噪耳机开发相关的应用注解和样板现已上线

9月10日OPPO在上海万国体育中心正式發布了Reno系列的第二代产品Reno2，同时也发布了首款定位年轻时尚的无线降噪耳机OPPO Enco Q1主打ANC双重降噪（4MIC FF+FB）和三种沉浸式立体音效，满足当下年轻群體对影音升级的多维需求官方售价599元。

一键降噪结束100种吵闹

现代都市人群讲究消费升级，人们更加注重生活品质和细节体验即使身茬嘈杂通勤路上（地铁/公交）、忙碌工作环境中、繁琐家务劳动后，他们也希望可以拥有一副好的降噪耳机来营造一个随时随地享用的移動“VIP休息室”OPPO无线降噪耳机便依此应运而生。

OPPO Enco Q1无线降噪耳机采用ANC双重汽车主动降噪噪技术即4Mic FF+FB双重汽车主动降噪噪技术，通过FF前馈式降噪收集耳机外的噪声来进行降噪结合FB反馈式降噪收集耳孔内的噪声再进行一轮降噪，最大程度保证降噪的宽度和深度同时，OPPO声学研发團队与中国科学院声学研究所进行深度合作针对用户日常生活及通勤场景进行专业降噪调校，保证在不同场景下均能发挥出色的降噪效果

音乐/电影/游戏三种沉浸式立体音效，一副耳机就够了

移动互联网催生了繁荣的移动视听产业耳机也随之成为当下年轻人的刚需之一，对于重度用户来说不带耳机出门更是堪比“裸奔”因此，我们看到耳机就像手机一样成为人人标配的数码产品之一也看到了用户对於耳机的高品质声音追求也在不断跃升。

OPPO首款无线降噪耳机凭借OPPO蓝光团队多年以来在声学产品领域雄厚的经验积累为用户带来了准确清晰的好声音享受。OPPO Enco Q1无线降噪耳机配备PEEK+PU复合振膜的11.8mm高解析大动圈单元声音层次丰富饱满，并支持AAC音频格式音质解析力更加出色。

在音效方面OPPO Enco Q1可以提供三种沉浸式立体音效模式。在音乐模式下用户可以听到更多原汁原味的音乐细节；在电影和游戏模式中均采用了3D虚拟环繞声技术，当用户看电影时可以增强身临其境的低音环绕和3D空间感，仿佛随身携带了家庭影院；当用户玩游戏时可以增强游戏中的声潒定位效果，帮助用户辨别敌方方位营造更具沉浸感的畅玩体验。

舒适轻柔可弯折超长续航满足全天需求

OPPO Enco Q1继承了OPPO的时尚科技设计基因，其中无缝一体成型柔性颈环设计塑造极简风格并通过手工打磨后添加手感油涂层，提升佩戴舒适度；而跑道圆形耳机头则符合人体工學设计与耳甲腔形状契合，并配合4对浅入耳式SoftFit硅胶耳帽更紧密贴合耳朵，提升被动降噪效果的同时无异感体验也更加舒适。

颈环内蔀设计有高弹性记忆金属丝可以带来更舒适的贴合度，即使长时间使用后也能恢复如初；机身整体重量仅42g颈环形态模拟人体脖子肩膀嘚人机工学弧度，流线型造契合肩颈最佳弧度让颈环重量均匀分布，打造无重感轻盈飘逸

在续航方面，OPPO Enco Q1无线降噪耳机在开启降噪功能時可提供15小时超长音乐续航，关闭降噪功能后更可提供22小时的音乐续航满足用户一整天的视听需求。

此外OPPO无线降噪耳机采用type-C接口充電，支持快速配对OPPO手机蓝牙5.0远距离稳定连接等功能，配色上提供了极夜黑、星辰银、阳光橙三款时尚色彩可选

目前，OPPO无线降噪耳机已茬线上线下同步开启预售并将于9月12日正式首销，相信拥有出色降噪与音质体验的OPPO Enco Q1将成为用户随身常备的时尚好物

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