TWS降噪耳機成為大廠(chǎng)必爭之地，vivo高端耳機采用ADI主動(dòng)降噪芯片

TWS耳機是可穿戴電子設備中數量最多的產(chǎn)品。接下來(lái)的幾年，高強度ANC（主動(dòng)降噪）、自適應通透模式等成為TWS耳機的賣(mài)點(diǎn)之一。據IT市場(chǎng)研究和咨詢(xún)公司IDC 2022年12月的報告，2022年耳戴設備第三季度出貨量1,753萬(wàn)臺，同比下滑12.1%。其中真無(wú)線(xiàn)立體聲（TWS）耳機出貨量1,365萬(wàn)臺，同比下降11.8%。IDC認為，整體TWS耳機市場(chǎng)的智能化進(jìn)程逐漸加快。隨著(zhù)上游方案成熟性進(jìn)一步提升以及價(jià)格競爭日益激烈，TWS耳機在主動(dòng)降噪（ANC）功能上進(jìn)一步下探。

老牌耳機、手機、音響廠(chǎng)商的經(jīng)驗豐富、降噪技術(shù)更為成熟。對于耳機新勢力，往往采用與在A(yíng)NC/降噪方面有經(jīng)驗的芯片及方案廠(chǎng)商合作，優(yōu)勢互補，以便迅速在聲學(xué)賽道上占有一席之地。

例如2022年11月，手機廠(chǎng)商vivo發(fā)布了真Hi-Fi無(wú)線(xiàn)耳機TWS 3系列，其中高端旗艦機——vivo TWS 3 Pro采用了先進(jìn)的ANC主動(dòng)降噪技術(shù)，在僅有10克左右的TWS耳機上實(shí)現了真Hi-Fi音質(zhì)，是該公司第一款高端耳機，市場(chǎng)售價(jià)999元以?xún)?。該款真Hi-Fi無(wú)線(xiàn)耳機內置了ADI公司的音頻編/解碼芯片、高通S5音頻芯片、三枚高信噪比麥克風(fēng)，實(shí)現了49dB的深度降噪，這個(gè)降噪數值在千元以?xún)犬a(chǎn)品中是非常出色的。

據ADI公司介紹，vivo TWS 3 Pro采用的ADAU1860芯片是ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部獨立定義并完成設計開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。該芯片整合了多種數模技術(shù)，諸如3個(gè)ADC（模數轉換器）、1個(gè)DAC（數模轉換器），具有音頻DSP（數字信號處理）的低功耗編/解碼器（CODEC）等?？烧w降低30%功耗，優(yōu)化語(yǔ)音喚醒設計，更強的DSP算力，提供豐富ANC選項和功能，諸如Hybrid ANC、自適應ANC降噪等。在服務(wù)方面，ADI不僅提供芯片，還有參考解決方案，可幫助客戶(hù)測試、進(jìn)行算法指導（例如自適應降噪、自適應調音、自適應EQ等），更有批量生產(chǎn)的指導建議，即有從design-in到量產(chǎn)的一攬子支持。

ANC主動(dòng)降噪難在哪兒？

ANC主動(dòng)降噪是耳機降噪的方法之一。原理是利用耳機麥克風(fēng)收集環(huán)境噪音，通過(guò)運算之后耳機產(chǎn)生與環(huán)境噪音相反的聲波，抵消噪音，以達到更好的降噪效果。

ANC耳機的優(yōu)勢在于對低頻噪聲的控制效果顯著(zhù)，能有效隔離低頻噪聲，減少噪聲對人們健康的影響。通常ANC主動(dòng)降噪的有效頻率在50Hz~2kHz。對于超過(guò)2kHz的噪聲，降噪耳機可以通過(guò)耳機的結構設計和材料選擇，結合被動(dòng)降噪方法。

● 從CODEC芯片角度看，耳機噪聲有多種，諸如風(fēng)噪、底噪等。風(fēng)噪方面，對于半入耳式耳機，需要實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地補償耳機泄露的能量，需要有低功耗的方式去檢驗，因此需要有靈活、低功耗的處理單元和指令集。底噪方面，在打開(kāi)降噪和通透模式時(shí)很明顯，因為要放大麥克風(fēng)的信號，這時(shí)噪聲也會(huì )隨之放大，這時(shí)要求CODEC芯片本身裸的底噪就很低。

● 從降噪方法上看，不是降噪深度越高越好，還要兼顧降噪和通透之間的關(guān)系。擁有降噪功能的耳機，能通過(guò)降噪技術(shù)，對環(huán)境噪音形成一定的削弱、阻隔的作用。降噪深度的高低，在一定程度上說(shuō)明了耳機降噪效果的好壞。但從產(chǎn)品體驗的角度考慮，降噪效果并不是越高越好，過(guò)高的降噪深度，會(huì )給耳朵帶來(lái)負擔，引發(fā)不適。而降噪深度不足，則無(wú)法達到理想的降噪效果。

為了尋求最佳的降噪參數，vivo TWS 3 Pro主動(dòng)降噪的降噪深度49dB。這在同類(lèi)耳機中屬于佼佼者。而且降噪模式也進(jìn)行了細化，分為四個(gè)檔位，除自動(dòng)模式可以根據外界環(huán)境自動(dòng)調節降噪深度外，其余三個(gè)模式在降噪能力上呈現遞減狀態(tài)。即便是最強的深度降噪模式下也沒(méi)有過(guò)多的耳壓。

通透模式指用戶(hù)無(wú)需摘下耳機，也能得到與摘下耳機同等甚至更好的效果。為此，vivo TWS 3 Pro耳機的通透模式也分為了兩個(gè)檔位，其中通透輔聽(tīng)功能可以通過(guò)麥克風(fēng)去監測到耳朵聽(tīng)不到的聲音，在環(huán)境聲透傳時(shí)做音量補償，相當于助聽(tīng)器的效果，據電子產(chǎn)品世界記者體驗，在音樂(lè )間隔的安靜場(chǎng)合，聽(tīng)到了自己的腳步聲和吞咽聲等。

49dB的深度降噪是什么概念？

一些中低端耳機的降噪級別為40dB，vivo TWS 3 Pro最大降噪深度做到49dB。

通常，30～40dB是比較安靜的正常環(huán)境，40dB的聲音相當于一只蚊子從耳畔飛過(guò)的聲音，人與人在室內正常的說(shuō)話(huà)聲音大約在40~60dB。因此在深度降噪模式下，據電子產(chǎn)品世界記者對vivo TWS 3 Pro耳機的測試，耳外有點(diǎn)失聰的感覺(jué)，路上行人的說(shuō)話(huà)聲聽(tīng)不到，但耳內音樂(lè )聲效果非常好。

據網(wǎng)絡(luò )報道， vivo TWS 3 Pro降噪頻寬范圍達到4kHz，綜合降噪能力提升至2倍，可有效消除更多噪音，而且還能根據環(huán)境狀況變化，智能調節安靜與舒適程度。

ANC主動(dòng)降噪最早出現于汽車(chē)業(yè)

ANC主動(dòng)降噪主要靠數字芯片DSP及其軟件實(shí)現，二三十年前就已用于汽車(chē)業(yè)，用來(lái)給高檔車(chē)降噪。ANC主動(dòng)降噪系統有兩個(gè)方面作用，一個(gè)是通過(guò)車(chē)內的那些喇叭來(lái)美化發(fā)動(dòng)機的聲音，被稱(chēng)為EOE。另一個(gè)就是通過(guò)喇叭增加一些反向聲波，來(lái)消除車(chē)內的一些噪音，被稱(chēng)為EOR。除此之外，ANC主動(dòng)降噪系統主要分為前饋控制系統和反饋控制系統。前饋控制系統中有誤差傳感器、控制裝置、揚聲器和參考傳感器。反饋控制系統包括誤差傳感、控制裝置和揚聲器。

當年，ADI等DSP公司就是把ANC用于汽車(chē)的先驅者。如今ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部根據中國市場(chǎng)的需求，獨立定義并設計、開(kāi)發(fā)了芯片——ADAU1860，把原有的ANC芯片及其算法軟件進(jìn)行了優(yōu)化，并整合了其擅長(cháng)的ADC、DAC等高性能模擬技術(shù)，移植到了TWS耳機產(chǎn)品上，助力本土企業(yè)的產(chǎn)品升級。

ADAU1860芯片里有什么？

從ADI官網(wǎng)上可以看到，ADAU1860的以下三點(diǎn)排在最前面，電子產(chǎn)品世界記者認為也是難度較高、較為先進(jìn)的。

?可編程的 FastDSP 音頻處理器

o高達 768 kHz 的采樣率

o雙二階濾波器、限制器、音量控制、混頻

?Tensilica HiFi 3z DSP 內核

o每周期四 MAC：24 x 24 位乘法器和 64 位累加器

o靈活的電源運行模式：24.576 MHz、49.152 MHz、73.728 MHz 和 98.304 MHz

?低延遲 24 位 ADC 和 DAC

TWS耳機的相關(guān)簡(jiǎn)史

TWS是真正無(wú)線(xiàn)立體聲的英文縮寫(xiě)。它完全不需要線(xiàn)纜，而是通過(guò)藍牙進(jìn)行連接傳輸，同時(shí)左、右耳可以單獨使用，功能也更加豐富。

● 2014年，德國耳機廠(chǎng)商Bragi推出了全球首款真無(wú)線(xiàn)（TWS）耳機——Bragi Dash Headphone，自此成為了TWS耳機的開(kāi)山鼻祖。

● 2016年藍牙技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布了新一代藍牙技術(shù)標準——藍牙5.0，同年9月，蘋(píng)果發(fā)布了新產(chǎn)品AirPods，特點(diǎn)是不僅實(shí)現了TWS功能，還開(kāi)創(chuàng )性地把耳機的左右單元可直接塞進(jìn)充電盒中，解決了耳機充電和攜帶的問(wèn)題。AirPods就像打開(kāi)了潘多拉的盒子，其他廠(chǎng)商紛紛效仿，使TWS耳機市場(chǎng)井噴式爆發(fā)。2016年也成為T(mén)WS耳機的元年。

● 2017年，索尼發(fā)布了全球首款主動(dòng)降噪功能的真無(wú)線(xiàn)耳機WF-1000X，這款耳機在熱銷(xiāo)了4年之后，在2021年才推出第二代，可見(jiàn)其熱度之高。

如今，ANC主動(dòng)降噪成為高端TWS耳機的標配，并有向中低端延伸的趨勢。隨著(zhù)ANC主動(dòng)降噪的普及，本土廠(chǎng)商做出優(yōu)秀產(chǎn)品幾乎是必然，屆時(shí)更多人可以享受真正的無(wú)線(xiàn)Hi-Fi生活了！