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主动降噪ANC蓝牙芯片技术分析

海明观察 来源:电子发烧友网 作者:李诚 2021-09-11 08:00 次阅读
电子发烧友网报道(文/李诚)上下班通勤路上戴上耳机听听音乐缓解一天工作的疲惫已成为一种常态。可是道路上汽车的引擎声,地铁轨道里列车呼啸而过的轰鸣声影响着用户的体验。为此,现在很多无线耳机厂商在耳机里加入降噪芯片,以降低周围环境噪音。
什么时ANC降噪?
(降噪原理示意图 图片来源:安声科技官网)
ANC降噪的原理:通过耳机内部的麦克风采集周围环境的噪音(上图蓝线),并产生一个与噪音频率、幅值一样且相反的信号(上图红线),二者信号相互叠加抵消实现降噪的目的。
降噪蓝牙耳机芯片设计关键
1、集成度高、体积小
用户热衷于使用蓝牙耳机,其中一点原因就是其设计小巧、方便携带的特性。无线蓝牙耳机内部构造主要由PCB板及小型元器件、锂电池、麦克风、扬声器、和各类芯片构成。随着蓝牙耳机的小型化,对其芯片的集成度和封装尺寸要求都有所提升。
降噪蓝牙芯片的主要构成有电源管理芯片、蓝牙芯片、无线通信芯片、音频解码芯片及降噪芯片等。需要将这些芯片高度集成化,减少耳机内部空间占比,为其他器件保留更多的空间。
2、低功耗
耳机的小型化,内部的每一寸空间都是宝贵的。由于内部空间较小的因素,一般耳机内部采用几十毫安的电池。为满足常见续航要求,降低芯片功耗是最佳的解决方法。
3、数据处理性能
科技在进步,蓝牙耳机不断推陈出新,加入更多的功能,如降噪、唤醒语音助手等。新功能的加入对蓝牙芯片的数据处理能力也在提升。
主流ANC蓝牙芯片
降噪蓝牙耳机已经融入我们的生活,主控芯片为其核心,国内外已有众多厂商对降噪蓝牙主控芯片进行研发并量产,例如达发、苹果、恒玄、华为、中科蓝讯、杰里、高通,瑞昱等。下文将对部分厂商的产品进行介绍。
达发科技是于今年合并洛达科技与创发科技成立的新公司。达发在降噪蓝牙芯片产品方面由AB1562、AB1565、AB1568等。
达发AB1565能提供完整的解决方案,并且支持蓝牙5.2协议、蓝牙低功耗标准等。该芯片支持主动降噪、前馈降噪、混合降噪等功能,能有效优化应用于不同设备的音频效果。AB1565采用ARM M4及Tensilica HiFi mini DSP,最高运行频率分别为208Mhz和416MHz,高频处理器能更快的进行数据分析与处理。还集成了高清解码及多平台唤醒语音助手功能。芯片功耗约为4mA,该芯片内部集成度高、电路精简,采4.6mm*5.6mm的TFBGA封装。该芯片应用实例有Redmi AirDots 3 Pro真无线蓝牙耳机。
中科蓝讯BT8892B是一颗高度集成的降噪蓝牙SoC,该芯片采用32bit RISC-V处理器,DSP工作最高频率可达125MHz。支持蓝牙5.0协议及前馈、后馈、混合降噪三种降噪模式,实现全方位的降噪。支持SBC、mSBC、AAC等格式高清解码,有利于提高音质。功耗和达发AB1565一样均为4mA,优化因电池容量低续航时间短的问题。在封装方面,采用4mm*4mm的QFN封装。该芯片应用于荣耀FlyPods 3真无线主动降噪耳机、OPPO Enco Free 真无线耳机等。
高通QCC5127是一款高性能、低功耗的降噪蓝牙芯片。采用双核32位的CPU,最高频率达80MHz,和双核Qualcomm Kaliimba DSP,最高频率达2*120MHz。该芯片协议为蓝牙5.1,可实现更快的数据传输,支持uiaptX、aptX HD、aptX Adaptive高清解码为无线连接提供更高质量、高分辨率音频。还支持主动降噪和通过按键唤醒语音助手功能。该芯片功耗为6mA,据官方显示若采用65mHA电池,使用时间可长达10个小时。封装方面采用 6.5mm x 6.5mm x 1mm的BGA封装。 该芯片应用于Bose QuietComfort Earbuds。
海思麒麟A1,该芯片采用低功耗同步双通道蓝牙5.1传输技术,能有效降低延迟及更高的连接稳定性,在数据传输方面比传统蓝牙传输速率高出2.5倍,该芯片内部由AP、RAM、DSP、蓝牙、电源管理模块、传感器矩阵等高度集成,CPU主频达356MHz,支持SBC、AAC高清解码以输出高质量音频。在降噪方面支持最高40dB深度降噪,还支持唤醒语音助手功能。功耗方面据华为官方表示,比对标产品苹果H1降低50%。封装规格参数为4.3mm x 4.4mm,该芯片应用于自家产品Freebuds Pro和Freebuds 3。
通过上述4款的芯片参数对比,在满足长时间续航方面达发AB1565和中科蓝讯BT8892B更为出色(海思麒麟A1没有参数不做对比),在数据处理方面AB1565和A1较为出色,主控频率均高于350MHz,在小型化方面BT8892B和麒麟A1的封装更为小巧。在性能上总体来说达发AB1565还是相当不错的。
总结
在生活节奏的加快,轨道交通、汽车、飞机成为了我们主要的出行方式,降噪无线耳机能让我们的旅更加舒适。降噪蓝牙耳机的兴起,促进了降噪蓝牙芯片市场的发展。小型化、低功耗、高性能成为降噪蓝牙芯片的主流发展趋势。
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