TWS耳机对主动降噪方案了解多少

TWS的英文全名是真无线立体声，翻译成中文就是真无线立体声。因此，TWS耳机也是真正的无线立体声耳机。立体声是TWS耳机和以前蓝牙耳机的最大区别。2016年苹果推出第一代Airpods后，它很快成为最受欢迎的苹果产品之一。

在航空公司的推动下，越来越多的人开始关注TWS耳机，并且越来越受欢迎。随着TWS耳机行业对双耳连接、耐用性和降噪能力的逐渐征服，TWS耳机迎来了加速发展期。

目前的TWS耳机已经基本解决了连接稳定性和功耗的问题。如何在噪声过高或信号不好的情况下保证通话质量，已经成为改善用户体验的关键因素。特别是在AirPods Pro中引入SiP包后，内部元器件的集成度进一步提高，更多的传感器和芯片加入进来，利用节省下来的空间实现主动降噪功能，TWS耳机的主动降噪功能受到业界更多的关注。

TWS耳机如何实现主动降噪？

目前，TWS耳机市场上的主动降噪技术主要有三种：主动降噪技术(ANC)；环境噪声消除。人工智能称之为降噪技术。

其中，ANC降噪的工作原理是通过麦克风采集外界环境噪声，系统根据采集到的噪声将反向声波转换到扬声器端，最后人耳听到的声音是环境噪声和反向环境噪声，两种噪声叠加实现感官噪声的降低。它可分为前馈主动降噪、反馈主动降噪和混合主动降噪。然而，反馈主动降噪很容易导致啸声。

而ENC通过双麦克风阵列精确计算说话人的说话位置，以保护主方向的目标声音，同时消除环境中的各种干扰噪声。ENC技术可有效抑制90%的逆向环境噪声，从而将环境噪声降低到35dB以上。

据说，除了人工智能技术之外，临空还采用了电子海图技术。另一个使用ENC技术的产品是谷歌的像素芽。他们都采纳了科学技术学院的计划。

然而，这种方案有一个缺点，即它需要相对较大的算法开发工作，并且还会增加整个系统的功耗。

人工智能通话降噪技术是大象音响部在2018年提出的一种单麦克风通话降噪方案。该算法将CASA与深度学习技术相结合，实时分离人的声音和背景噪声，从环境噪声中提取清晰的人的声音。

OPPO的TWS耳机产品OPPO Enco Free使用的SVE AI双麦克风降噪技术将两者结合起来，并将深层神经网络与双麦克风波束形成技术结合起来，以实现相当大的降噪效果。

目前市面上有哪些支持主动降噪的主芯片？

随着性能的提高和用户体验的改善，越来越多的用户开始认可TWS耳机。因此，它们的出货量正在加速增长，并呈现爆炸式增长。据对位统计，2016年全球TWS耳机出货量为918万部，主要由第一代AirPods贡献。在苹果进入市场后，随着AirPods新产品和其他公司的不断推出，TWS耳机的出货量一直在增加，2017-2019年的出货量分别为2000万部、4600万部和1.29亿部，同比分别增长118%、130%和179%。连续三年，它的强劲增长翻了一番还多。

TWS耳机的流行离不开其背后主要芯片公司的努力。正是因为他们不断推出各种蓝牙真正无线耳机方案，TWS耳机的流行现在已经出现。例如，高端和中端芯片供应商包括高通和恒轩。白色品牌市场包括瑞宇、罗达、中科蓝讯、元翔、李杰等。当然，也有一些拥有芯片自主研发能力的知名制造商，比如苹果和华为。

目前，苹果、华为、联发科技、络达、恒玄、高通、瑞昱和其他制造商的最新TWS芯片已经支持主动降噪功能。苹果和华为的迟

高通公司不仅在手机SoC方面实力强大，在无线连接方面也很强大。其2018年推出的QCC5100系列芯片被许多高端TWS耳机制造商所选用。根据其新闻稿，该系列芯片的SoC架构支持低功耗性能，包括蓝牙5.0双模射频、低功耗音频和应用子系统。通过云服务支持高通TrueWireless立体声、高通aptX高清音频、集成混合有源降噪(前馈、反馈、混合)、语音用户界面控制和支持语音助手。

今年3月，高通公司发布了两款专门为无线耳机设计的新蓝牙芯片，即QCC514x和QCC304x SoC。其中，QCC514x面向高端市场，QCC304x面向中低端市场，两者都支持主动降噪和语音辅助功能。

两个芯片都使用高通公司的TrueWireless镜像技术，该技术使单面耳机能够通过蓝牙连接到手机，同时保持与另一面耳机的连接。

这两个芯片使用高通公司的混合ANC技术。这些芯片集成了主动降噪功能。使用这些芯片的相对便宜的无线耳机产品也可以具有主动降噪功能。

QCC514x和QCC304x的主要区别在于集成了语音助理。QCC514x支持唤醒单词来唤醒语音助理，而QCC304x仅提供按键唤醒。

高通

BES2300是恒轩公司推出的一种完全集成的自适应主动降噪方案。它支持蓝牙5.0、LBRT低频转发技术和双模蓝牙5.0。同时，它还支持第三代FWS全无线立体声技术、双麦克风等。

系统芯片采用28纳米工艺和BGA封装。支持降噪技术，特别是高性能自适应主动降噪技术，允许高端主动降噪耳机使用完全集成的芯片来实现高音质和主动降噪。LBRT(低频段(10-15兆赫)蓝牙传输技术)用于BES2300主副耳机之间的低频转发。

此外，BES2300还支持外部传感器设备，如外部心率传感器、加速度传感器等。和eMMC闪存，可以实现从外部存储设备播放音乐的目的。北京谱亨轩BES2300可以输出声音到耳机和家庭音响，也可以记录来自外部麦克风的声音。

恒玄

罗达科技成立于2001年，是一家集成电路设计公司，2017年成为联发科技集团成员。产品主要包括手机功率放大器(PA)、射频开关(T/R开关)、低噪声功率放大器(LNA)、数字电视和机顶盒卫星(DVB-S/S2)调谐器、无线射频收发器、蓝牙低功耗单芯片、蓝牙无线音频系统解决方案、无线物联网单芯片、卫星定位芯片、智能设备和可穿戴系统解决方案。

AB1552x是一款高度集成的低功耗蓝牙音频SoC芯片，采用loda独特的MCSync TWS连接方式，具有自由切换和低延迟的特点。同时，支持混合ANC(前后双馈主动降噪)功能。

根据其官方网站，AB1552x的平均功耗性能可达6mA左右。音频解码器支持24位192千赫高清采样速率解码，支持环境声音检测、双麦克风语音通话降噪和主动降噪。

然而，联发科技的MT2811是为索尼WF定制的芯片，是Loda AB155x平台系列中的高性能芯片。该芯片配有MCSync TWS双传输蓝牙传输机制，支持主从交换的无缝连接体验，支持蓝牙5.0、超低功耗等功能。

联发科技/络达

瑞宇最新的蓝牙主控芯片RTL8773C是一款高度集成的蓝牙音频芯片，具有高性能、低功耗的优点，支持非接触式控制和环境降噪。

RTL8773C优化了主动降噪算法，不仅集成了瑞宇自己的降噪算法，还支持第三方降噪算法。同时，RTL 8773C可以直接与云平台对接，进行关键词识别，支持人工智能语音助手，可以实现724小时不间断在线、不间断唤醒和不间断监控的功能。

据瑞宇的人说，瑞宇的筹码在低延迟方面也表现不错。与华为Freebuds 3(麒麟A1；190毫秒)、TWS活体内

今年4月底，中铝蓝讯推出了首款支持主动降噪的TWS耳机芯片BT8892A。根据其官方网站数据，该芯片使用自己的RISC-V处理器，支持DSP指令集。目前，被测芯片功耗为5mA，关机功耗为2uA。

BT8892A的数字有源降噪支持三种模式：前馈FF、反馈FB和混合降噪。可以提供30dB的降噪深度。此外，BT8892A芯片还包含三个麦克风信号放大器和一个高性能德尔塔-西格马模数转换器，可提供更灵活的降噪结构选择。

在延迟方面，由于采用了新的蓝牙5.1协议栈和新的蓝牙通信算法，延迟可以控制在60毫秒到100毫秒之间

在编码和解码方面，芯片标配AAC音频解码格式，通话解码格式为16K采样率的mSBC，可高度还原人声。

此外，它还内置完善的电源管理系统，包括锂电池充电、电池保护、BUCK buck电路、软开关电路、复位和唤醒电路系统。

主动降噪芯片

除了集成主动降噪的主控芯片外，TWS耳机制造商还可以选择一些降噪芯片，如ams的AS3460、ADI的ADAU1787和Dialog的DA7402。

瑞昱是ams为半入耳式TWS耳机推出的主动降噪芯片。该芯片不仅集成了主要用于降噪算法的增强听觉引擎(AHE)，还集成了用于信号控制的Arm Cortex-M4F单片机。其中，AHE自主研发的DSP是ams的核心竞争力之一。

据ams称，该芯片目前最大降噪量可达40db。降噪系统可以在不同场景中平滑切换，以确保最佳体验。此外，可以提供低延迟、低功耗和非常自然的听觉的助听器模式；该芯片的小尺寸和低功耗也有助于最大化电池容量设计和延长待机时间。

中科蓝讯是ADI公司专用的降噪系列解决方案。ADI公司在CES2020上展示了可编程有源降噪芯片ADAU1787和ADAU1788的有源降噪功能。这些芯片具有低输入/输出延迟和低工作功率。

根据其官方网站介绍，SoC方案集成了两个数字信号处理器(DSP)、一个可编程FastDSP音频处理器(采样速率高达768kHz，双二阶滤波器、限幅器、音量控制器和混频)，以及一个28位SigmaDSP音频处理器内核，该内核可使用SigmaDSP迪奥进行可视化编程，性能高达50兆位/秒。此外，它还配有24位低延迟模数转换器和数模转换器、4路数字麦克风输入、1路模拟差分音频输出等。

2019年6月，Dialog Semiconductor推出了一款高度集成的音频编解码器芯片AS3460，具有主动降噪功能。包括具有主动降噪功能的立体声高性能编解码器DA7402、具有主动降噪功能的单声道高性能编解码器DA7401和不具有主动降噪功能的立体声编解码器DA7400。

其中，DA7402支持最高35 dB抑制的混合、前馈和反馈拓扑，并提供专用校准和调谐工具来支持数字有源降噪。DA7402具有高性能回放和记录路径，提供高动态范围和最小延迟。

作为DA7402的衍生产品，DA7401是一款高性能单声道主动降噪编解码器，专为TWS耳机和智能耳挂设备而设计。它提供115分贝的回放动态范围、103分贝的记录动态范围、混合有源降噪和灵活的时钟架构。DA7400专为要求高分辨率和高性能音频的消费类应用而设计，提供类似的功能，但没有主动降噪。

结语

在TWS耳机市场，可以说有无数的小制造商和许多鲜花盛开。有人把目前的TWS耳机比作当年国内“山寨机”市场的舞台。未来，像现在的手机市场一样，它可能属于几个大品牌。然而，现在所有的竞争对手都在竞争，如何确保他们能够活到未来，质量和良好的用户体验是必不可少的，所以制造一些高质量的差异化产品是TWS耳机制造商生存的唯一途径。