TWS 藍芽耳機 ANC 除錯步驟

2021-10-06 12:40:31 字數 3581 閱讀 9879

因為公司的聲學說這些不是他們的工作,非得讓軟體來,所以自己摸索了2天,總結了下,非專業,希望錯的地方指出來。

anc 除錯步驟:

環境是消音室,測試平台的搭建如上圖:

前饋耳機頭:

mic:對於前饋耳機頭的 mic 的選擇,晶元對於矽麥(mems)和駐極體麥克風(ecm)都是支援的,外圍電路有差異,從除錯的角度考慮矽麥和電容 mic 都可以,沒有本質區別,ecm 在訊雜比方面要優於 mems,但從生產的角度考慮,矽麥一致性更好。而前饋的降噪的生產對一致性要求非常高。所以前饋的降噪方式推薦矽麥,尤其是入耳式的耳機,對降噪量要求較高(典型 20db 以上)。對於頭戴式,由於被動降噪曲線,speaker 曲線隨著人的佩戴變化量較大,對降噪量要求不會太高(典型 10db 左右),所以如果對電容 mic 頻響稍加控制,頭戴式也可以用電容 mic。以下從幅度、相位、靈敏度、訊雜比、隔離度來說明相關要求。

**① 幅度:**要求降噪頻段(典型 50hz->3khz)平滑即可,低頻(100hz 以內)不能衰減的太多。

**② 相位:**沒有要求

③ 靈敏度:-38db 以下,太高的靈敏度容易飽和。靈敏度在小於-38db 的前提下,越大越好。

④ 訊雜比:訊雜比越高越好。(推薦 60db 以上)。

**⑤ 隔離度:**跟 speaker 的隔離度越高越好。(這個還沒有具體的資料,只是對比成熟的音腔測試)。

**⑥ 一致性:**一致性要求較高,要求幅度差別 1db 以內,相位差別 5 度以內,以保證 20db的降噪量。這裡的幅度差別指的是趨勢,頻響曲線平行的幅度差別大的話沒有問題,可以用增益補償回來。這裡的指標指的是和 speaker 加起來的差別總和。如果降噪量要求不那麼高,可以適當放寬要求(如果降噪主要在 1k 之內,幅度波動要求只需在 1k 內符合。如果降噪主要在 2k 之內,幅度波動要求則需在 2k 內)。

speaker:單前饋的耳機頭,照著音質最好的頻響曲線去做就行。主要是降噪頻段的幅度平滑就行。

① 幅度:要求降噪頻段(典型 50hz->3khz)平滑即可,低頻不能衰減的太多。

**② 相位:**沒有要求

**③ 靈敏度:**越高越好(降噪頻段)。

④ 隔離度:跟 mic 的隔離度越高越好。

**⑤ 一致性:**一致性要求和 mic 一樣。

⑥ 被動降噪曲線:被動降噪曲線越平滑越好,(低頻不宜降噪量過大)。另外就是佩戴起來越穩定越好。也就是每次佩戴都差不多,而不是每次佩戴差別都很大。

反饋耳機頭:

mic:由於反饋的方式的降噪量對 mic 的頻響不太敏感。所有對 mic 的型別沒有特殊要求。幅度:低頻不能衰減的太多;

**① 相位:**沒有要求

② 靈敏度:可以略高於前饋

**③ 隔離度:**和 sperker 隔離度越低越好,也就是 mic 和 speaker 的距離應該盡量靠近;

1、除錯訊號源音箱跟人工耳mic的距離跟位置

可以用以下方法驗證板子是否開啟anc,mic跟speaker的pin腳是否配置對:在不接麥跟喇叭的情況下,直接灌個10mv的型號進去mic腳,測喇叭出來的引腳是否有反向波形?有的話,就證明anc開啟,mic跟speaker的pin腳配置對;沒有的話,就得檢查軟體配置是否正確。另外,在沒配濾波器的時候,濾波器直通,只靠anc本身的演算法,就看到低頻降3,4個db了。

4、除錯主動降噪效能

利用 soc提供的anc 除錯工具,調整 anc 引數,直至達到最佳。

anc 引數除錯:

① 單前饋:

第一步:先確定整體的大致增益,調整 reference_gain(該值通常為負值),調整過程中,電聲測試儀測試到的曲線會整體下移,低頻段最低則為當前最佳值。

第二步:新增濾波器,濾波器遵循分頻段除錯,首先調製低頻(~200hz),通常在低頻頻點20hz 左右加入 lowshelf 型別,gain 值為正值,q 值小於 1 的濾波器。

第三步:抑制高頻(1000hz~)反公升,在相應頻點附近加入 gain 值為負值,q 值在 1 左右的highshelf 濾波器,用於抑制高頻部分的整體反公升。如果只有高頻區間小部分反公升,則考慮使用 gain 值為負值的 peak 濾波器。

第四步:在處理了低頻和高頻之後,中頻部分降噪量會有所損失,在相應位置加入 peak/notch濾波器,gain 值不宜過大,正負視具體而定。

第五步:由於濾波器中引入了增益,之前的 reference_gain 值不一定為最佳,此時需要對reference_gain 進行微調,以達到最佳。

**② 單反饋:**反饋系統因 mic 離喇叭位置較近,極易產生聲音迴路引起嘯叫。

第一步:在高頻位置加入值為負的 highshelf 濾波器或者值為負的 peak 濾波器用於抑制高頻的反公升。

第二步:調整反饋 reference_gain 值,增益過大會引起嘯叫。

第三步:在低頻位置 100hz 附近加入正值 peak 濾波器,gain 不宜過大。

③ 混合式

混合式降噪系統的處理實際上為單前饋和單反饋的結合,要注意的是,混合式降噪系統中要注意反饋的抑制量,過大仍然會引起嘯叫。

關於降噪量:降噪效果的主要表現在兩個方面,一是最大降噪深度,即主動降噪所能達到的最大降噪量,前饋入耳式耳機通常為 25db 左右,混合入耳式耳機通常為 35db 左右,最大降噪深度一般體現在 100-200hz 這個頻段;二是降噪寬度,通常指的是主動降噪跟被動降噪在曲線上的交叉頻點,一般情況下為 1000-2000hz 附近。

5、佩戴驗證效果

試聽 anc 效果的實際聽感(注意是否有雜音、底噪、嘯叫、高頻反公升)

6.生產流程7.一致性控制

降噪(環境監聽)效果是根據提供的樣機進行除錯的,考慮到器件公差及組裝公差,生產管控標準根據公差調整,公差的確定還需要結合良率、成本以及對降噪效果的要求來確定。

1、mic 來料控制:mic 選擇矽 mic,這樣能保證 mic 的一致性。mic 的公差:幅頻響應在 50hz~3khz 頻段,±1.5db;

同時控制 100hz 處的相位差在±3°。spk來料控制:spk 的幅頻響應在 50hz~3khz 頻段,±1.5db。

2. mic 的半成品控制:mic 的公差:幅頻響應在 50hz~3khz 頻段,±2db;同時控制 100hz 處的相位差在±3°。

3. spk 的半成品控制:spk 的幅頻響應在 50hz~3khz 頻段,±2db。

4. mic 和 spk 的半成品測試裝置:需要類似 soundcheck 這樣的裝置和治具。

注:mic 和 spk 的半成品指 mic 和 spk 裝入耳機頭,引線沒有焊接到主控板上,測試點在引線上。

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