集微直播间自开播以来获得了大量来自行业的关注与好评。其中“集微公开课”栏目联合行业头部企业，通过线上直播的方式分享精彩主题内容，同时设立直播间文字提问互动环节。集微网希望将“集微公开课”栏目打造成中国ICT产业最专业、优质的线上培训课程，深化产教融合，助力中国ICT产业发展。
5月29日（周五）上午10点，第十八期“集微公开课”邀请到深圳市中科蓝讯股份有限公司产品总监孔繁波 ，带来以《数字化主动降噪技术分析》为主题的精彩演讲。
2019年苹果AirPods Pro的发布和大卖加速了TWS耳机降噪功能的进展，其主动降噪功能被消费者所追捧，逐渐把主动降噪的TWS耳机市场带火。随着TWS蓝牙耳机市场需求大幅增长，大量TWS耳机产品推出，当中尤其对主动降噪功能的需求越发明显。
主动降噪耳机的需求激增，对于蓝牙耳机芯片尤其带有数字化主动降噪技术的产业发展有助推的作用。中科蓝讯是专注于研发和销售无线互联SOC芯片的高科技公司，同时还给予软件开发，提供一站式的应用解决方案，以帮助客户快速推出业界领先的无线智能产品。中科蓝讯芯片产品和软件方案主要应用于：高性能耳机、音箱、AI智能、万物互联等领域。部分品牌客户有：创维、现代、飞利浦、惠威、铁三角、索尼、联想、东芝等。
在公开课开场后，中科蓝讯股份有限公司产品总监孔繁波为我们讲述了降噪的两种形态，分别是主动降噪和被动降噪。他表示被动降噪是一个挺粗暴的方式，利用一个很大的耳机在里面加很多新材料去盖住我的耳朵，屏蔽掉外界的声音。
在工业上会有很多的用途，但是一般这种降噪耳机都特别大了。不过对于声音来说，尤其是低频段的波长，它需要一个很大的一个新材料才能阻挡他们。
对于入耳式的小耳机，高频段2K-20K赫兹会有较大的衰减，不过在低频段50赫兹-2K赫兹的衰减比较小，例如生活中的路噪、环境噪声等。因此业界目前都会去做一个高级的技术去掉这些噪音，这就是主动降噪的技术。主动降噪的原理就是去检测外界这些噪音，把低频段的噪音消除掉。
主动降噪技术叫做ANC，英文全称是Active Noise Cancellation。据孔繁波介绍，实际原理也是非常简单粗暴，其就是两个声波的叠加，只不过这两个声波幅度要相同，相位相反，这样叠加起来便能把噪声去掉。
目前从结构来分类，主动降噪分为前馈主动降噪、后馈主动降噪和混合主动降噪。从难度上来说，前馈主动降噪相对容易，后馈相对复杂，而最困难的当然是混合降噪。
孔繁波进一步介绍，从实现方法来分类的话，目前主要有模拟主动降噪和数字主动降噪。“数字技术还没有发展到现在这种程度的时候，模拟的主动降噪是占主导的。当时是极少数有做出数字主动降噪，原因就是DSP的性能各方面比较不足。模拟的主动降噪其实跟刚才看到的原理一样，它就是要输出一个幅度相同，但是相位相反的一个抵消波，让他去抵消掉这个信号。模拟可以用运放去搭建，通过一些外围的电阻电容器件去搭建。”孔繁波补充。
不过随着时代的发展，现在主流厂家都积极去推动数字主动降噪的技术，因为进入到数字领域，降噪技术可以做的东西就会变得更多。从数字主动降噪技术来说，它也分为经典ANC和自适应ANC，两种方式都有各自的好处。
孔繁波表示，ANC最大的技术难点就是关于速度的问题。ANC要做的事情就是在声音传过你的耳朵前，要去做一个相位相反幅度相同的抵抗噪声，这两个噪声在耳朵位置相加便会被消除掉。
声音在空气中的传播速度是380m/s，如果是通过实体，这个速度会再提速。“如果耳机一般大小是2-3厘米大小，那么声音穿过你耳朵的时间就需要55微秒左右。”孔繁波解释。
这意味着声音处理芯片需要在55微秒内把信号处理完毕，然后去产生一个抵消的噪声源，因此这对DSP的处理能力要求特别高。
后馈主动降噪会在耳机内部采集噪音，但它有一个比较大的问题便是声音采集属于滞后，这意味着它的降噪宽度没有前馈来得大，一般后馈主动降噪是消除低频的噪音。“其实大部分耳机在做降噪调试的时候，前馈部分是主要的，而后馈降噪是锦上添花的作用。假如前馈ANC能消除25db噪音，而后馈加上后也能消除10db，那么总体来说可以做到大概35db的降噪效果。”孔繁波表示。
数字主动降噪其实相对模拟主动降噪的应用范围会更加广，同时可靠性也会更高。此外其也能支持多种的ANC数字算法，可以做更多的算法去优化ANC的效果，这对于产测的便利性也会提升。
进入数字领域后，对于降噪的深度也是可以方便调控。控制部分可以通过APP去实时调节，而且也可以根据产品的市场定位去做降噪深度的改变。放着以往模拟主动降噪，其调试需要通过电容电阻和一些滤波器手工调试计算，对比数字化要复杂得多。
主动降噪技术并不是一个IC公司便能完成，它背后还是有一套完整的产业链。其包括了声学模具设计公司、ANC喇叭制造、ANC MIC制造、IC设计公司、产测设备、声学设备商。当中著名的IC设计公司有中科蓝讯、高通、BES和洛达等，而ANC MIC制造便有歌尔、韦尔、敏芯微等。
中科蓝讯在今年推出了最新的蓝牙SoC迅龙BT889X，它采用了业界最小的一个封装，属于配备了ANC功能最小的蓝牙SoC。拥有优秀的模拟电路性能，内置MIC程控低噪声放大器， 92dB SNR 高采样率ADC和SNR98dB 低压全差分 DAC。
孔繁波表示，迅龙BT889X混合降噪深度可以做到35dB，而前馈降噪深度28dB，宽降噪范围50 – 2.5KHz。芯片内置一个完整的ANC DSP算法，除了可以用第三方的算法外，也可以直接使用内置的算法，当然还会配有一些非常灵活的调试工具去配套使用。
上图是前馈主动降噪测试的图表，环境噪声曲线是红色的线，而绿色的代表被动降噪，白色的线是主动降噪。从绿色的线可以看到，大概从500赫兹开始便有一个衰减，这意味着耳机的被动降噪噪声抑制从500赫兹开始往下衰减，高频压制比较多。因此我们带上耳机在街上走路的时候，你会感觉跟别人交谈会比较困难。
再看到白色的曲线，这是采用了主动降噪技术后的降噪效果。除了高频段1K-20K赫兹频段压下来，从低频段的20赫兹开始一直到1K赫兹，其整体曲线要比红色低不少，这表明带上主动降噪的耳机后，人耳感知比较强烈的噪声会被一段一段压下来。事实上高频部分可以通过被动降噪实现，而低频部分便需要主动降噪芯片去做噪音消除的压制。
中科蓝汛在开发上提供了全面的配套工具给客户使用，包括了可视化的编程功能配置、ANC的可视化调试，当然还有后续的产测软件。
目前迅龙BT889X芯片主要应用在蓝牙耳机方面，能够支持双模蓝牙5.0规范，同时也能够支持一些APP的应用。在这么一块小小的芯片内部，其已经集成了诸如ANC混合主动降噪功能，可以实现固件升级、弹框配对、显示电路等操作。
此外其特别针对游戏进行延时的优化，100ms的延时可以令游戏的音画贴合，更加逼真。解码方面支持ACC音频解码，拥有主从切换功能，能够左右耳机快速对连。
对于现在目前比较流行的耳机触摸技术，迅龙BT889X也是在芯片内部便集成，这样可以不去额外添加外挂的触摸芯片，为寸金尺土的耳机内部空间腾出更多可能性。
（校对/谭伦）
