Aplicação da tecnologia ANC para fones de ouvido TWS
Desde que a Apple lançou os AirPods em 2016, a categoria emergente de fones de ouvido Split True Wireless (TWS) foi gradualmente resolvida em virtude da extrema conveniência trazida aos consumidores e dos pontos de dor como transmissão, duração da bateria e preço, detonando uma nova rodada de crescimento. mercado de volumes. De acordo com o relatório de pesquisa "Global Bluetooth Headset Sales and Revenue Forecast 2001-2024" divulgado pela Strategy Analytics, uma instituição de pesquisa mundialmente renomada, as vendas de fones de ouvido Bluetooth TWS aumentaram 200% em 2019, e o tamanho do mercado de fones de ouvido TWS deve chegar a 100 bilhões até 2024. Dólar. Em um evento recente, os fones de ouvido TWS domésticos ainda estão em fase de crescimento extensivo, e os jogadores em todos os níveis entrarão totalmente neste mercado.
A função ANC (Active Noise Cancell) está se tornando uma característica padrão dos fones de ouvido TWS devido à sua praticidade, e espera-se que mais da metade dos fones de ouvido TWS estejam equipados com a função ANC até 2023. Portanto, como adicionar excelente função de redução de ruído a fones de ouvido pequenos e portáteis TWS está se tornando o foco principal do design do produto atual dos fabricantes de fones de ouvido. Como um fornecedor líder mundial em tecnologia de conversão de dados e processamento de sinais amplamente reconhecida no setor, a ADI fornece as soluções exclusivas dedicadas do setor anc SoC, e tem sido usada nos flagships dos principais fabricantes de áudio no país e no exterior, como Bose, Baohuaweijian, Wanmo, etc. Tem sido amplamente utilizado em produtos.
Quebrando o segredo para acalmar, esta tecnologia de cancelamento de ruído está indo mainstream
De fato, para fones de ouvido TWS, as necessidades mais básicas dos usuários são portabilidade e longa duração da bateria. Além disso, as principais necessidades dos usuários são uma experiência de escuta clara e limpa. Hoje, quando o ruído ambiental inunda nossas várias cenas de vida o tempo todo, essa exigência não é fácil de alcançar, e a demanda por redução de ruído está ficando cada vez maior. Embora a redução passiva do ruído ao fechar o ouvido para formar um espaço fechado, ou usando materiais de isolamento acústico, como tampões de silicone para bloquear o ruído externo, pode desempenhar um bom papel na supressão do ruído de alta frequência, ele não pode fazer nada para ruídos de baixa frequência, e depende de ruído de baixa frequência. no Cancelamento de Ruído Ativo. A função de redução de ruído ativo é gerar ondas sonoras anti-fase iguais ao ruído externo através do sistema de redução de ruído de hardware para neutralizar o ruído, de modo a alcançar o efeito da redução de ruído.
De acordo com Sophie Mao, a redução ativa do ruído tem circuitos de processamento de ruído analógico e digital. Embora o circuito analógico tenha basicamente zero atrasos e o circuito digital tenha um atraso, o circuito de redução de ruído ativo analógico tem muitos componentes, grande tamanho do PCB e requisitos de alta precisão, então a redução de ruído digital é o mainstream atual. Além disso, em termos de flexibilidade, o método de redução de ruído ativo analógico é limitado, focando principalmente no ajuste de volume, enquanto a redução de ruído ativo digital pode otimizar o efeito de redução de ruído ajustando o ganho, coeficiente de EQ e atualizando o firmware. A consistência do circuito de redução de ruído ativo analógico é muito ruim, e precisa ser ajustada e calibrada repetidamente no hardware; a redução de ruído ativo digital tem uma boa consistência, e existem ferramentas de ajuste e software correspondentes para alcançar facilmente a calibração. Finalmente, o custo BOM da redução de ruído ativo analógico parece estar abaixo, mas a taxa de defeitos e a taxa de retrabalho são altas, e o custo global de produção em massa é realmente maior do que o dos circuitos digitais. Portanto, a redução de ruído ativo analógico está gradualmente se tornando coisa do passado, e a redução de ruído ativo digital tornou-se o mainstream do mercado.
Circuito de processamento de redução de ruído analógico vs circuito de processamento de redução de ruído digital
Em termos de implementação, a redução de ruído ativo pode ser dividida em três tipos: FeedForward, Feedback e uma combinação dos dois (Híbrido). Os fones de ouvido de redução de ruído ativo feedforward são geralmente localizados fora, coletam ruídos e, em seguida, enviam-no para DSP para processamento e, em seguida, saída ondas sonoras em fase inversa para redução de ruído. O microfone do fone de ouvido de redução de ruído ativo de feedback está localizado dentro da cavidade, e o ruído coletado e a entrada para o DSP é basicamente o mesmo que o ouvido ouve, e pode ser diretamente invertido. A redução de ruído ativo híbrido que combina os dois métodos pode alcançar uma redução de ruído mais rápida e melhor. "Atualmente, embora o custo da redução de ruído ativo híbrido seja relativamente maior, à medida que o custo de chips e microfones diminui, esse método que pode trazer uma melhor experiência de escuta definitivamente se tornará a primeira escolha para os fabricantes." Sophie Mao enfatizou. A solução ADAU1787 SoC da ADI fornece uma interface de entrada ADC de 4 canais e entrada de microfone digital de 4 canais, que é adequada para fones de ouvido com cancelamento de ruído misto.
△ANC (Active Noise Cancell) monitora tanto o ruído gerado pela fonte externa quanto o som reproduzido pelo alto-falante do fone de ouvido através do microfone embutido
Solução modular de software de chip para resolver o ponto de dor principal do ANC do fone de ouvido
Portanto, o foco da redução de ruído do fone de ouvido TWS é coletar com precisão ruído, rápidas ondas sonoras anti-fase e, ao mesmo tempo, ter o menor consumo de energia possível para alcançar longa vida útil da bateria. As três partes centrais da redução de ruído ativo são ADC, DSP e DAC. Como a ADI, que sempre liderou em tecnologia analógica de alto desempenho e tecnologia de processamento de sinais digitais, naturalmente ganhou a vantagem de primeira mudança em ADC, DAC e DSP, e pode lidar com isso delicadamente. O sinal de microfone mais sensível no sistema ANC, ao mesmo tempo em que garante o consumo de energia ultra-baixo, mostra fortes capacidades de processamento de sinal e, ao mesmo tempo, demonstra suas profundas habilidades em pequenos pacotes de chips e baixo consumo de energia.
