主动降噪耳机的新进展

处理主动降噪耳机设计

处理主动降噪耳机设计的两大挑战 耳机主动降噪(Active Noise Cancellation) 的基本概念并不复杂,但如何实现高品质的降噪效果却并不简单，特别是滤波电路的设计及生产过程控制更加关键。本文针对ANC耳机设计者所遇到的困难，针对性地讨论如何采用创新技术进行滤波器及量产时调节，设计及生产高性能的降噪耳机。 两种结构的ANC系统的选择 主动降噪，是指采集环境噪音，并产生与噪音反相的信号用耳机等装置回放，用以抵消噪音的技术。通常，主动降噪技术与被动降噪技术(采用吸音或隔音材料来降低进入耳朵声音的强度)相结合，以产生最佳的降噪效果。 典型的降噪系统由下列部份组成： ● 用以采集噪音的麦克风系统; ● 电子控制部份，用以处理声音信号，并生成降噪信号; ● 喇叭系统，用以产生降噪声音信号。 大部分ANC系统采用两种主要结构中的一种：前馈式或反馈式。在前馈式系统(如图1)中，采样麦克风位于耳机外部，用以采集进入耳机的噪音，喇叭用以播放反相信号，用以抵消噪音。前馈系统通常用于入耳式耳机设计。在反馈式系统(如图2)中，麦克风位于耳机内部，采集所谓“误差信号”，这就是说，麦克风采集了正常播放的音乐信号与残留噪音混合的信号，把正常播放的音乐信号减去后，就得到残留的噪音。通过恰当的反馈电路，可以使误差信号与正常音乐的差别尽可能的小，也就是说，降低了噪音。 在前馈系统中，由喇叭产生的用以抵消噪音的声音称之为反相声音(anti-phase sound)，因为要实现两个声音最好的抵消效果，必须幅度相同，相位相差180度(反相)。

如图3所示，从麦克风到位置A，组成了降噪回路。这个降噪回路的传递函数必须被精确测量，因为在电声系统中，各种衰减及延时必须被考虑到。换句话说，噪音从被麦克风捕获并通过信号处理到喇叭回放再传到耳道必须与噪音从耳机外部穿过耳机再传入耳道保持一致。另外，因为耳机吸音材料所造成的被动降噪作用，麦克风在耳机外部捕获的噪音与真正穿过耳机传入耳道的的噪音并不完全一致。在此，电子处理电路G(W)必须这些在整个降噪回路中的衰减及延时进行补偿。 反馈式工作原理有些不一样。反馈式处理旨在衰减在A点(图4)的残留噪音。反馈式设计必须要非常小心，在相应的频率范围内，必须进行负反馈设计从而降低残留噪音。同时，必须小心过滤其余频率范围信号，特别是高频部份。这是因为由于延时引起的相们改变将会随着频率的升高而增大，一旦相位差大于60度，负反馈将会变成正反馈。这将引入严重的声学问题—高频噪音甚至是高频震荡引起啸叫。与前馈系统相同的是，精确的声学测量是非常重要的。测量结果将被计算并用于补偿降噪回路中的各种衰减与延时。 前馈式耳机设计 前面讨论了ANC系统在理想情况下如何工作。对设计人员来说，真正的目标是在现在世界里如何获得尽可能好的性能。以下为一个实际的例子，用以描述如何进行设计ANC耳机。

降噪耳机方案

ANC Headphone 开发设计要点 一． ID ：Over ear On ear 二． 结构 ： 1.音腔部分设计为独立腔体，更有利于左右声道频响曲线的一致性。独立腔体后盖通 常使用椭圆形状，腔体容积需要通过计算确定符合声学要 求，并设计合适的调音孔。 2.ANC 摆放位置 a.咪头垂直于喇叭平面 b. 咪头接收面正对喇叭 备注：咪头固定 需要装上咪套，防止噪音传导造成咪头接收到杂音。 ANC Headphone

咪头摆放位置注意需要避开下图 BOSE mic 摆放位置专利 ANC Headphone

三．.PCBA 尺寸 有线 ANC Headphone 采用 FB PCBA 最小 35mm 厚度预计7mm 有线 ANC Headphone 采用 FB+FF PCBA(ET208)预计40mm 厚度预计 7mm BT+ANC Headphone 采用 FB PCBA 预计 45mm 厚度预计 7mm BT+ANC Headphone 采用 FB+FF PCBA （ET208)预计 5 厚度预计 7mm 四. ANC 咪头规格要求 直径 6mm，灵敏度-34db+-3db ANC Headphone

五．喇叭单体规格要求 灵敏度 115db 左右 六．耳机频响曲线要求 ANC Headphone 频响曲线需要低频部分较强，要求110db 左右，同时低频部分 越平直，调试ANC 效果降噪频率宽度越宽，整体 ANC 效果会更强。但是需要 注意的是，在音质方面通常会比较喜欢在400hz 左右耳机频响曲线开始下降以保 持低频和中频的分离度，所以在ANC 项目立项时需要评估，确认ANC 和音质 的矛盾关系的协调。 ANC Headphone

主动降噪技术概述

主动降噪技术概述 目前，在降噪耳机领域，比较流行的有被动式噪音控制(Passive Noise Control, PNC)和主动式噪音控制(Active Noise Control, ANC)两种。 被动式噪音控制，也称物理噪音控制，即物理降噪。物理降噪耳机指的是物理隔离，通过好的外形设计或者入耳式紧贴耳道，创造一个密闭的空间将外界的声音阻挡在耳朵外面，以此来达到消减噪音的效果。 物理降噪原理：利用外部硬质材质和内部的填充材质以堵塞声音进入人耳，能起到一定的隔离与吸收噪音的作用。 这种物理降噪的方式，简单常见，易于实现。只是物理降噪针对高频段噪音的屏蔽效果明显，对于中低频噪音则显得有点束手无策。在800Hz或更低频率的噪音范围，物理降噪则发挥不了好的作用。另一方面，物理降噪耳机在隔离外界环境噪音的同时，把人声部分的声音同时阻隔掉，使用被动式的耳塞来降噪存在一定的危险性。 主动式噪音控制，也称主动降噪，这种降噪方式是相对于被动式降噪而言的。主动降噪耳机运用了高灵敏度的声学麦克风采集周围的噪音，然后通过内置的处理器实时运算出一个与噪音完全相反的声波来抵消噪音，从而达到抵消噪音的效果。 主动降噪基础原理：所有声音都由一定的频谱组成，主动降噪技术的基本原理是对已经存在的噪声进行主动对抗和消除，与传统被动防御降噪不同，主动降噪技术通过技术手段，生成一组与所要消除的噪声相位相等的反相声波，将噪音中和，达到降噪的目的。 主动降噪耳机分类: 1.前馈式主动降噪：将麦克风暴露在噪声中，与喇叭隔离 2.反馈式主动降噪：将麦克风放置在尽可能接近喇叭的地方 3.前馈与反馈结合式：同时有两个麦克风，一个与喇叭隔离，另一个与喇叭接近 主动降噪耳机原理主要分为三步： 1.运用高灵敏麦克风为传感器，对外界环境噪音（主要为高频噪音）进行采集及分析； 2.实时运算采集到的噪音声波的波频，生成反向的声波，呈180度的两种声波结合之后，互相抵消； 3.声音进入人耳时，由于噪音和反向声波的相互抵消，达到消除噪音效果。

降噪技术

降噪技术调研 降噪技术对于使用风扇的家用、商用设备具有重要意义，因此需要研究一些可用的降噪技术。 1、吸声降噪 吸声降噪，指采用吸声的材料吸收噪声、降低噪声强度的方法。一般利用吸声材料和装置吸收声能以降低噪声。 (1) 吸声材料 多孔吸声材料的内部和表面都有很多微小的细孔，孔和孔之间相互联通并直接与外界大气相连，具有一定的通气性。声波在空隙内传播时会引起经络间的空气来回运动，与静止的经络相互摩擦，由于空气的粘滞性和空气与经络之间的热传导作用，使声能转化为热能而消耗掉，从而起着吸收声能的作用。 1) 无机纤维材料 无机纤维材料主要有超细玻璃棉、玻璃丝、矿渣棉、岩棉及其制品。 2) 泡沫塑料 常用做吸声材料的泡沫塑料主要有聚氨酯、聚醚乙烯、聚氯乙烯、酚醛等。 3) 有机纤维材料 如棉麻、甘蔗、木丝、稻草等。 4) 建筑吸声材料 如加气混凝土、微孔吸声砖、膨胀珍珠岩等 (2) 多孔性吸声结构 1) 有护面的多孔材料吸声结构 有护面的多孔材料吸声结构主要由骨架、护面层、吸声层等组成。 2) 空间吸声体 空间吸声体是由框架、吸声材料和护面结构做成具有各种形状的单元体，其降噪量一般为10dB左右。常用的几何形状有平面形、圆柱形、棱形、球形、圆锥形等，其中球体的吸声效果最好。 空间吸声体的高频吸收效果随着吸声体尺寸的减少而增加，低频吸收效果则随着吸声体尺寸的加大而升高。空间吸声体的吸声性能主要由所用吸声材料核材料的填充方式所决定。 3) 吸声尖劈

吸声尖劈是一种楔子形的空间吸声体，吸声尖劈是一种楔子形的空间吸声体，由金属网架内填充多孔吸声材料构成，吸声性能十分优良。吸声尖劈的形状有等腰劈状、直角劈状、阶梯状、无规状等。 目前来看，吸声尖劈体积较大，不适合用于较小的设备。 (3) 共振吸声结构 共振吸声结构是利用共振原理做成的各种吸声结构，用于对低频声波的吸收。最常用的共振吸声结构可分为单个共振式吸声结构(包括薄膜、薄板共振吸声结构)、穿孔板吸声结构和微穿孔吸声结构。 1）薄板共振吸声结构 薄板共振吸声结构的共振频率一般在80~l00Hz之间，属低频吸声。 2）薄膜共振吸声结构 用刚度很小的弹性材科(如聚乙烯薄膜、漆布、不透气的帆布以及人造革等)在其后设置空气层，就构成薄膜共振吸声结构。 3）穿孔板共振吸声结构 穿孔板共振吸声结构是在钢板、铝板或胶合板、塑板、草纸板等薄板上穿以一定孔径和穿孔率的小孔，在板后设置一定厚度空腔构成。 穿孔率越高，每个共振腔所占的体积越小，共振频率就越高。穿孔板吸声结构具有较强的频率选择性。 4）微孔板吸声结构 微穿孔板吸声结构由具有一定穿孔率、孔径小于1mm的金属薄板与板后的空气层组成。微穿孔板吸声结构由于板薄、孔径小、声阻抗大、重量轻，因而吸声系数和吸声频带宽度比穿孔板吸声结构要好，并具有结构简单，加工方便，特别适合于高温、高速、潮湿以及要求清洁卫生的环境下使用等优点。 2、隔声降噪 隔声是噪声控制工程中常用的一种技术措施，利用墙体、各种板材及构件作为屏蔽物或利用围护结构把噪声控制在一定范围之内，使噪声在空气中的传播受阻而不能顺利通过，从而达到降低噪声的目的。 （1）双层构件 两个互不连接的单层构件之间有空气层的构件。空气层起着缓冲的弹性作

主动降噪设计---ANC技术原理及其应用

2020.06.281

1.降噪分类 什么是降噪： 降噪，顾名思义就是减少噪音对人的影响，或是利用一定的手段和方法对噪音对行降低或消除 降噪分类： 1.被动降噪 2.主动降噪 被动降噪是是耳机技术的一种，通过耳机结构包围耳朵形成封闭空间或采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声来达到降噪效果。由于噪音没有经过降噪电路芯片处理，只能靠加大夹持力，填充隔音或消音材料，一般只能阻隔高频噪声，对低频噪声降噪效果不明显。如下图为被动降噪耳机几种形式 3

按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。在大多数情况下，通常是多种方法复合使用 在很多场合被动降噪耳机也称为劳保耳机，下图即为被动降噪图 按照使用材料和部位又可分为减振噪声治理、吸音噪声治理和隔音噪声治理。在大多数情况下，通常是多 种方法复合使用。 4

主动降噪 主动降噪的发展史： 人类与噪音的斗争可以追溯到原始社会，那时候的人没太多科学知识，打个雷都会用手捂住耳朵，这也是人类最早的主动降噪手段了，一直沿用至今。 所以隔音的手段历史悠久，发展到今天衍生出很多相关产品：耳塞、隔音棉、隔音板等，后来人们发现这种手段的隔音效果有限，所以也不断的探索更多的方法比如用其它声音来盖过噪音，比如听音乐，加大声音音量就是一个不错的选择。 于是，在遇到隔壁装修的时候，很多人会戴上耳机或是调大音箱音量 但是夹杂了噪音的音乐，其本身也成了噪音，这也不是降噪的终极目的，为了听更纯粹的韵，主动降噪耳机由此产生。 1978年，BO S E的创始人A m a r G.B o s e博士在从欧洲飞往波士顿的飞机上，发现了飞机的引擎噪声干扰了他戴耳机欣赏音乐的兴致，这就激发了他对主动降噪技术研究，在下了飞机后就开始推导验算，写出了主动降噪耳机的最原始的方程式。 世界上的第一台降噪耳机也由此诞生，与所有的高精尖技术一样，这项在当时看来先进的技术在当时也应用到了军事领域。 直到1989年，B O S E才将此技术投入量产，专供飞行员使用，此耳机一面市便得到美国军方的大单 据说美国军方通过给飞行员/地勤人员佩戴降噪耳机，节约由于噪音致残而需发放的补偿金高达2亿美金 5

降噪耳机原理

降噪声耳机原理 降噪耳机分为主动式降噪和被动式降噪两种。被动式降噪耳机利用物理特性将外部噪声与耳朵隔绝开，主要通过隔声材料阻挡噪声，对高频率声音非常有效，一般可使噪声降低大约为15-20dB。这种方法原理简单，降噪成本低，但效果略为逊色，且由于使用了高密度的隔声材料，耳机较重佩戴不舒服。 我们可以看见的大多数便携式隔音耳机产品都是这种被动式降噪方式，入耳式耳塞和封闭式耳机能够在一定程度上隔离噪音，但却没有办法来中和噪声达到安静的聆听效果。被动降噪的优势是降噪空间大，对于高频信号的隔绝效果好，比如公路旁边的隔音板。但是，对于小空间的低频噪声来说，像空调工作噪声、飞机发动机噪声等噪音则效果大打折扣。 主动降噪概念是BOSE公司创始人Amar G. Bose博士在一次飞行旅途中由于受不了飞机噪音而提出的。1989年，BOSE主动降噪耳机推出，但主要用于商业以及军用战场上，真正量产到民用还是在2000年。之所以要采用主动降噪耳机，一方面是因为某些噪音是无法通过物理方式隔绝的，另一方面，很多情况下，噪音来自于多方面，我们无法通过传统方法来进行降噪。 其实主动降噪的理论十分简单，“声波”是我们中学物理课程中都会学到的理论。声音的传播是通过介质的振动来实现，波与波之间如果呈反相则会在理论条件下实现抵消。这就好比平静的湖中两组不同方向的波浪相互抵消一个道理。 主动降噪的原理在于首先要收集噪音的波型特点，然后通过内置的处理芯片运算出反相的波，再通过高还原度扬声器相抵消。所以主动降噪系统必备的设备有拾音器、处理芯片、扬声器，每一个部分都要保

证高质量才能达到最终的效果，故成本上就要比传统非降噪设备高。 主动降噪耳机除使用隔声材料，耳机内部还设有音频处理电路，可对部分低频信号进行消减，因此降噪效果比被动式耳机要好。所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反，相差180°，就可以将这噪声完全抵消掉，如图所示。 抗噪信号仅仅是通过对原始噪声信号的反相处理得到的，目的就是当它们相遇时可以互相抵消。这种方法基于叠加原理，当波形相同、相位相差180。的两个信号相互叠加时，就会产生干涉相消现象。如果噪声抑制信号和原信号不完全相同或者相位不是精确的相差180°，则只会减弱噪声，并不能达到完全抵消的效果。 外置传感器的开环路主动降噪耳机系统 4、闭环路系统、自适应降噪系统 主动降噪系统通过一只传声器采集噪声并产生抗噪信号。在一个开环路系统中，如图所示，传声器放置于耳罩的外部，其拾取的声音信号经反相放大器输出得到抗噪信号，而后与所需的音频信号混合，最终在耳机换能器中重放嘲。抗噪信号能够衰减外界噪声，使原始声音更便于理解。通常，开环主动降噪系统可以实现噪声衰减10-15dB，这在为专业人士及普通消费者设计的不同种类的降噪耳机中可以普遍发现。可是，这种设计对于那些想要独自调整抗噪信号大小以满足最佳听音效果的人们来说并不适用。 开环路系统的最大优势就是简单，但与其他类型的降噪耳机比，可能并不是最令人满意的。由于传声器放置于耳罩外，实际采集到的噪声和耳罩内听到的噪声并不完全一样。事实上，经过耳罩再加上其内部的反射作用，声音已发生了改变。因此，在很多情况下，抗噪信号可以在耳机内生成。

有源降噪耳机技术及现状

有源降噪耳机技术及现状 1.主动降噪耳机技术原理 随着电子产品消费市场的不断发展，日常生活中越来越多的人们使用耳机聆听高质量的音乐。然而，城市的噪声污染越来越严重，在室外使用普通耳机耳塞，只能提高音量来盖过噪声，这样一来不但不能享受美妙的音乐，对自己的听力也有很大的影响，你也许很快就会感到听觉疲劳。此时，如果想静静地享受音乐世界，那么降噪耳机可能成为最佳选择。 在降噪耳机领域，被动式噪音控制(Passive Noise Control, PNC)及主动式噪音控制(Active Noise Control, ANC)是目前最主要的两种噪音消除方式。且一般的噪音消除方式也是采用被动式降噪，例如市售的耳塞、耳罩…等。其原理是利用外部硬质材料与内部的填充材料，以隔离与吸收噪音的原理，阻当外界的噪音进入耳朵，尤其对高频噪音的降噪效果更是明显，这也是现在噪音抑制最常使用的方法。然而，這种降噪方式虽然实现容易，但对800Hz或更低频率的低频噪音而言，若要应用这种被动式减噪，需要负担大量的设备成本以及材料重量，此时被动式降噪方式则失去了实际上的效益，并且被动式降噪的方式，在抑制噪音的同时，也会阻隔使用者谈话的声音，这也是被动式的主要缺点之一。 而ANC原理是使用一套降噪控制处理电路，进行适应性运算，来输出与欲消除的噪音相位相反，頻率与能量相同的声波，以达到消音的目的；与PNC不同的是，ANC是以波形的重叠原理为基础。即由噪音与抑制声波相结合，来造成破坏性的干涉而产生声波能量相消的效果，若抑制波的波形与欲消音的声波振幅、频率相同，且反相时，则会得到消音效果，如图1所示。 （原始噪音信号）（消音信号）（消音后信号） 图1 主动消噪原理示意图 耳机主动降噪的基本概念并不复杂，但如何实现高品质的降噪效果却并不简单，特别是滤波电路的设计及生产过程控制更加关键。当前的耳机主动降噪技术主要有前馈式和反馈式两种方式。在前馈式系统（如图2）中，采样麦克风位于耳机外部或耳机罩开口处，以直接采集耳机外部的噪音信号，经过ANC处理电路后，从喇叭中播放出适当幅度的反相噪声，用以抵消进入到耳罩内的噪音，其最主要的特点是噪音的消除回路是开环的；而在反馈式系统（如图3）中，麦克风位于耳机内部喇叭的前面或附近，麦克风采集耳罩内部的噪音信号，再经过ANC电路组成的闭环负反馈回路，推动喇叭产生反向噪声信号以抵消耳罩内部的噪声，由于反馈式主动降噪系统的噪音检测麦克风在耳罩的内部，通过闭环回路反馈自动调节，因此这种方式更加精确反馈耳朵附近的噪声，降噪的效果也相对要比前馈式的更好，但结构、电路及调试工作相对要复杂些。因此对体积要求高的小耳塞一般都采用前馈式系统，对体积要求不是太高的耳罩式耳机则

降噪耳机的原理

前言 当你戴上一种经过特殊设计的耳机时，外界的噪声将不再对你造成干扰。这就是降噪耳机给我们带来的享受。为什么降噪耳机能有如此神奇的表现？本文将带你走进降噪耳机的世界。 降噪耳机的分类 可有效降低环境噪声的耳机被我们称为降噪耳机。客观来说，几乎所有耳机在设计之初都考虑到了如何降低外界噪声，但降噪耳机却在降低噪声方面进行了更多的考虑，有着更突出的表现。 降噪耳机按照原理主要分为两种：一种是被动降噪(Passive Noise-Cancelling) 耳机，另一种是主动降噪(Active Noise-Cancelling ) 耳机。所谓被动降噪耳机，就是通过耳机上的隔音材料或者是特殊的结构，尽量隔绝噪声。 以前我们介绍过的入耳式耳塞和大耳罩设计的耳机，都可以划分为被动式降噪耳机。即便下面我们研究的主动式降噪耳机，也都加入了被动降噪耳机的设计。当然，这些并没有严格的界限，因为目的只有一个：如何更有效的降低环境噪声。 而主动降噪耳机，是在耳机中设置了专门的降噪电路。一般通过音频接收器(如微型麦克风) 和抗噪声 输出芯片，通过接收、分析外界噪声的频率并产生与其相反的频率，相互减弱或抵消，从而达到屏蔽噪声的目的。

降噪耳机的系统构成 消除噪音的过程 主动降噪耳机从开始运作到人耳听到声音的过程，总共可分为几个步骤—首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中/低频噪声（比如100Hz ～1000Hz）；接下来，将噪声信号传至降噪电路，降噪电路进行实时运算；在降噪电路处理完成后，产生的信号通过扬声器发生与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声；最后，我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。 简而言之，就是利用微型麦克风采集噪声，通过降噪电路将噪声相位反相180 度，并产生对应的抗噪声相互抵消。一般来说，主动降噪耳机的是效果非常明显的。 相信很多朋友都有创新的声卡，而在创新声卡中附带了一个名为“Smart Recorder 的”录音软件。这个录音软件带有噪声分析功能，在录音前会先利用麦克风对环境进行录音分析。

主动降噪HI-FI蓝牙耳机方案

描述 由于苹果手机取消3.5mm接口的带动，近年来无线耳机、特别是低成本无线对耳耳机取得了爆炸式增长。而随着低成本无线对耳耳机的增长趋近饱和，近期各厂商又纷纷转向无线高保真的入耳和头戴耳机，无线高保真耳机亦取得了不错的市场空间。 鉴于上述市场的逐渐饱和，寻求更具有吸引力的市场，显得尤为重要。随着耳机市场的突飞猛进，降噪耳机逐渐进入市场主流，市场潜力巨大。然而由于降噪耳机目前由少数品牌垄断、价格高昂，市场潜力远未被发掘。开发一款具有较低的成本、同等降噪性能、与高保真头戴式耳机同等的高品质音质的耳机，将显然成为市场的新军，为降噪耳机注入新鲜血液，带动其向普通用户扩展，发掘市场潜力。 深圳市永阜康科技有限公司基于此市场考虑，推出的一款低成本、自适应主动降噪、高保真蓝牙耳机方案。其采用TP4101 + YFK2017 + HT97220的方案，无需昂贵的独立主动降噪芯片，即能达到高性能的自适应主动降噪性能，并具有高保真的专业级HiFi音质。 其中，YFK2017是一颗全集成自适应主动降噪双模蓝牙耳机芯片，具有全集成、高性能、低功耗等特点，并可以同时支持BT4.2和BLE4.2，支持HIFI音质(192Khz/24bit)，SNR大于100dB，支持EQ以及各种音效技术(如超重低音，3D环绕等)，支持多种噪音消除技术，尤其是高性能的自适应主动降噪技术，可以让高端主动降噪耳机省去昂贵的独立主动降噪芯片。 HT97220则是一款专业Hi-Fi级的耳机放大器，具有极其精简的BOM表，无需输出DC阻隔电容器，具有非凡的失真、信噪比和完全消失的click-pop声，以及卓越的低频保真度。 方案特点 1、蓝牙版本2.1 + 4.2 双模蓝牙耳机带通话功能（A2DP v1.3/AVRCP v1.5/HFP v1.5 ） 2、支持SD/MMC卡 3、 USB 2.0通信协议 4、 2个主动消噪咪头，2个话筒声音识别口 5、主电源供电3.1V -- 5.5V 6、 5段全配置EQ功能 7、带I2S数字音频输出接口 8、外挂HI_FI领域发烧级耳放HT97220最大输出125mW 9、高效动态电池充电管理TP4101 特性 ●适用于HI_FI领域发烧级的降噪耳机。 ● BGA封装占用超小面积。 ●具有超高信噪比音质，还原声学真实内容，享受天籁音质。 ●超低功耗， ● 600mA高效快速锂电池充电电路，带过充、过放、短路保护功能。

如何设计一款主动降噪(ANC)耳机

如何设计一款主动降噪（ANC）耳机 作者：风一笑 在我最新的文章（主动降噪发展趋势、概念及技术难题）中，阐述了现有的各种主动降噪拓扑结构，并对原始设计商和合约制造商在生产过程中遇到的困难进行了分析。开发过程的另一个难题是主动降噪回路本身。本文将叙述以AS3415主动降噪芯片为基础设计一款主动降噪前馈耳机的必要步骤。 在正式开始制作一款主动降噪耳机之前，我们需要特殊的音频设备。首先是用于测量频率响应和相位响应的音频测量系统。可选用的音频设备有Audio Precision、Brüel&Kjaer、Soundcheck等。除了音频测量系统，人耳模拟装置也是重要的一部分，如来自Head Acoustics、Brüel&Kjaer或GRAS的IEC711（入耳式主动降噪产品）或Head&Torso模拟器（头戴式及耳罩式产品）。人耳模拟装置可在量测耳机特性时用于模拟人耳响应。这些人工耳集成了高度精确的麦克风，能够测量到人戴耳机时真实听到的声音。另外还需要一个扬声器，用于测量耳机的被动衰减特性，这是滤波器设计的一部分。此扬声器应该是双向式扬声器，且最好是同轴双向式扬声器，以保证从扬声器到耳机的高频与低频的传输距离相等。最后需要AS3415评估板，它包含了所有必要的连接器和前置放大器，使性能测试过程尽可能流畅地进行。 为什么要对耳机进行性能测试？ 每个耳机的声学表现都不尽相同。原因很简单，因为耳机采用不同的组件，如拥有不同阻抗和传递系数的扬声器。且每一款耳机的弹性衬垫以及前后声腔也都不一样。 要制作主动降噪耳机，了解耳机的特性很重要，这样才能获得良好的降噪性能。主动降噪前馈耳机使用ECM麦克风捕捉耳机外部的噪音。电子线路会产生一个抗噪反信号，然后通过扬声器播放出来。理论上，ANC回路是一个简单的反相电路，但事实并非如此。由于耳机的不同组件会影响频率响应和相位响应，简单的反相无法令ANC达到性能要求。为了解耳机在增益和相位方面的表现，ANC耳机的性能测试显得尤为重要。 为了得到理想的ANC滤波曲线，我们必须采用第一段提到的设备进行三项测量。第一项测量是被动衰减测量，如图1所示。 图1：前馈性能测量一 我们用同轴扬声器发出20Hz-22kHz的扫频声波，并测量到达人耳的声波。到达人耳的声波可使用人耳模

主动降噪耳机的技术分析

? 198 ?ELECTRONICS WORLD ? 技术交流 通信系统：小车将会使用蓝牙进行无线通信，设计通信系统的过程是，应该搭载优先级程序来判断不同地点的信号，同时也要考虑系统的实时交互性。3.2 系统总体设计方案驱动装置的主要功能是保证智能物料小车正常行驶，同时也能实现转弯，掉头，倒车等功能。循迹装置的主要功能是保证智能物料小车按照规定路线行走，既定路线不仅能够避开其他货物或设备，还可以提醒工作人员避开智能物料小车行走路线。避障装置给予小车实现避障的功能，如果小车在行走的过程中，有人或物体占用了小车的行走路线，小车会停下来并通过报警装置来提醒，这样可以提高小车运行过程的安全性。通信装置主要用来发 送指令给小车，让小车辨别不同的行驶路径。 3.3 系统功能硬件设计 由系统的功能进行了相对应的硬件结构设计，通过对功 能的对应分析，确定了小车的硬件结构图如图1。 4.结束语 本文所设计研究的智能物料小车系统能够实现自主循 迹，并且经过实际多次测试后，自动避障功能准确且可靠， 在通信控制功能方面对于判断对象的优先级也有很好的表 现。结合于目前智能化工业生产和人工智能的发展趋势，在 今后的进一步工作中可以针对以下几个方面进行深入探讨： 该智能物料小车缺乏一项搬运装置，搬运装置可以根据 运输物料的不同装置以优化工业生产。小车主要面临的避障 对象为静态障碍物，在实际生产中往往有许多非静态物会阻 挡到小车行径，可以针对动态障碍物的运动轨迹分析设计避 障策略。本次设计的小车行走路径较为单一，实际生产过程 中路线应该相对更加复杂，可以针对行走路径分析设计增加 更加多的可能性。本次使用的无线通信设备距离相对稍短， 在实际生产有有可能为露天物料运输。在无线通讯上也可利 用新一代通讯技术(如GPS技术)加以改进。 图1 小车的硬件结构图近几年，我国电子产品消费市场处于快速发展阶段，人们也越来越追求电子产品的品质问题。但是随着城市噪音污染的日益加剧，在室外使用普通的耳机只能够通过物理降噪或者提高音量的方式来掩盖噪音，这样不仅无法聆听优美的音乐，对于自身的听力还会产生一定的负面作用，故耳机主动降噪技术就显得尤为重要，本文对主动降噪耳机的技术做了相信探讨以供行业参考借鉴。 引言：能够有效降低外界噪音的耳机被称之为降噪耳机，客观来讲基本所有耳机在设计阶段都考虑过了如何有效降低外界噪音影响，但是主动降噪耳机却在此方面表现更加突出。降噪耳机根据设计原理可以分为两大类，即主动降噪与被动降噪。被动降噪耳机主要是通过物理隔绝或者耳机上的特殊结构尽量阻挡噪音污染的影响，较为典型的被动降噪耳机有入耳式耳机以及大耳罩耳机，这些方法原理较为简单，同时降噪成本较低，但是效果与主动降噪耳机相比较差距较大，并且因为会使用高密度的隔绝材料，因此耳机就会略显称重，会对佩戴的舒适感产生一定的影响。主动降噪耳机则是从完全消除噪音影响出发，主动消除外界主动降噪耳机的技术分析 深圳市冠旭电子股份有限公司 师瑞文干扰，耳机内部会具有专门的降噪线路，降噪效果比被动降噪耳机要好许多。当然大部分的主动降噪耳机也都会加入一 些被动降噪耳机的设计，这并没有严格的划分，毕竟两者都 有一个共同降低噪音的目的。 1.噪音的危害及主动降噪耳机的意义分析 1.1 噪音危害分析在民用耳机领域中，外界环境的噪音影响主要有交通噪音、工业噪音以及生活噪音三大类。其中交通噪音主要来源于汽车、飞机等，工业噪音主要来源于建筑工地施工以及运行中的工程器械等，生活噪音主要是周边的一些广告宣传、嘈杂的喧闹声等，如近几年较为常见的广场舞噪音。在军用耳机领域中会经常出现持续性噪音污染，如直升飞机、军用飞机以及军舰所产生的噪音，这些噪音往往会比平常噪音高出许多，通常在90dB 以上，有些甚至会高达130dB 。虽然针对所存在的噪音污染，国家也出台了一系列的相关标准，对噪音也有着明确的要求，但是仍然会存在许多噪音无可避免。噪音对人体的危害主要有：影响生活睡眠，在较强的噪音环境下人们是难以达到深度睡眠状态，经常会出现多梦的现象，进而导致睡眠质量较低；其次噪音还会损坏人们的听力，在持续性的强噪音环境下，人们的耳朵会感觉难受，即便安静下来了耳朵仍然会具有嗡嗡的声音，

主动降噪耳机设计的两大挑战

处理主动降噪耳机设计的两大挑战 Filter Design and Trimming: Handling the Two Big Challenges of Active Noise Cancellation Earphone Design 作者：奥地利微电子Jackey Mao 时间：2011-02-22 关键词：AUMS滤波器ANC AS3501 耳机主动降噪(Active Noise Cancellation) 的基本概念并不复杂,但如何实现高品质的降噪效果却并不简单，特别是滤波电路的设计及生产过程控制更加关键。本文针对ANC耳机设计者所遇到的困难，针对性地讨论如何采用创新技术进行滤波器及量产时调节，设计及生产高性能的降噪耳机。 两种结构的ANC系统的选择 主动降噪，是指采集环境噪音，并产生与噪音反相的信号用耳机等装置回放，用以抵消噪音的技术。通常，主动降噪技术与被动降噪技术(采用吸音或隔音材料来降低进入耳朵声音的强度)相结合，以产生最佳的降噪效果。 典型的降噪系统由下列部份组成： ● 用以采集噪音的麦克风系统; ● 电子控制部份，用以处理声音信号，并生成降噪信号; ● 喇叭系统，用以产生降噪声音信号。 大部分ANC系统采用两种主要结构中的一种：前馈式或反馈式。在前馈式系统(如图1)中，采样麦克风位于耳机外部，用以采集进入耳机的噪音，喇叭用以播放反相信号，用以抵消噪音。前馈系统通常用于入耳式耳机设计。在反馈式系统(如图2)中，麦克风位于耳机内部，采集所谓“误差信号”，这就是说，麦克风采集了正常播放的音乐信号与残留噪音混合的信号，把正常播放的音乐信号减去后，就得到残留的噪音。通过恰当的反馈电路，可以使误差信号与正常音乐的差别尽可能的小，也就是说，降低了噪音。

主动降噪——第四种降噪途径

第四种降噪途径——主动降噪技术及其原理 教学目标 知识与技能 1.熟悉掌握三种降噪途径的原理 2.明白机械波干涉的原理 过程与方法 1.掌握用绳子的摆动来模拟声音的产生和传播 2.知道两种机械波干涉的图像描画 情感态度价值观 1.技术的提高能够帮助 2.知识的灵活应用能够提高技术的进步 重点难点分析 利用绳子模拟声音信号的产生和传播。 两种机械波干涉的图像描绘。 教学思路 一、知识回顾问答法，ppt演示， 1.降低噪声影响的三种方法以三种方法为基础举例由学生的回答和老师的补充来说出三种方法在我们生活当中的应用。 2.声音的产生和传播的条件分别是什么，为后面用绳子模拟机械波产生和传播做好奠基。 3.声音的特征又有哪些包括频率，响度和音色。 二、动手操作实验法：即场演示和视频演示 1.用绳子模拟出一条绳子的波形产生和传播形状 2.在模拟出不同的振动频率的，不同振幅的波形 3.用视频播放用两条绳子模拟机械波，在绳子中间出现干涉相抵消的。 三、猜想与介绍 1.让学生观察视频留意，提问学生要达到波的干涉需要达到什么条件 1.根据学生总结和老师补充总结波的干涉的条件并让学生猜想这种技术怎样去消除声波 2.介绍目前这种技术已经率先运用到我们日常用到的汽车当中了 四、总结和启发 1.介绍这种原理其实很多年之前就已经存在了，但是为什么最近才开始使用普及呢，启发出学习科学知识是有用武之地的，只是会不会运用的问题。 2.我们通过干涉提出了第四种的降噪方法，会不会随着科技的进步和知识的运用产生第五和第六种的降噪方法，印发学生对过往知识的回顾和结合生活的思考。 教学过程 语言表达教学手段教学原理知识回顾： 老师：同学们我们在初中的时候就可以接触声音了，而且在那个 时候我们就已经开始学会把噪声降低了，大家一起来回想一下如 果我们要做降噪技术可以通过那些方面来控制噪声呢？ 学生回答：通过声源来控制，通过传播途径来控制，通过控制耳 朵部分来控制

音频主动降噪系统的研究

单位代码： 10293 密 级： 专 业 学 位 硕 士 论 文 论文题目：音频主动降噪系统的研究 1210022522 杨海龙 刘陈 教授 工程硕士 申请 全 日 制 申请 电子与通信工程 二零一三年二月 学号 姓名 导师 专业学位类别 类型 专业（领域） 论文提交日期

Research on Audio Active Denoise Systems Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Master of Engineering By Hailong Yang Supervisor: Prof. Chen Liu April 2013

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