TWS降噪耳機(jī)成為大廠必爭之地，vivo高端耳機(jī)采用ADI主動降噪芯片

TWS耳機(jī)是可穿戴電子設(shè)備中數(shù)量最多的產(chǎn)品。接下來的幾年，高強(qiáng)度ANC（主動降噪）、自適應(yīng)通透模式等成為TWS耳機(jī)的賣點(diǎn)之一。據(jù)IT市場研究和咨詢公司IDC 2022年12月的報(bào)告，2022年耳戴設(shè)備第三季度出貨量1,753萬臺，同比下滑12.1%。其中真無線立體聲（TWS）耳機(jī)出貨量1,365萬臺，同比下降11.8%。IDC認(rèn)為，整體TWS耳機(jī)市場的智能化進(jìn)程逐漸加快。隨著上游方案成熟性進(jìn)一步提升以及價(jià)格競爭日益激烈，TWS耳機(jī)在主動降噪（ANC）功能上進(jìn)一步下探。

老牌耳機(jī)、手機(jī)、音響廠商的經(jīng)驗(yàn)豐富、降噪技術(shù)更為成熟。對于耳機(jī)新勢力，往往采用與在ANC/降噪方面有經(jīng)驗(yàn)的芯片及方案廠商合作，優(yōu)勢互補(bǔ)，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(jī)廠商vivo發(fā)布了真Hi-Fi無線耳機(jī)TWS 3系列，其中高端旗艦機(jī)——vivo TWS 3 Pro采用了先進(jìn)的ANC主動降噪技術(shù)，在僅有10克左右的TWS耳機(jī)上實(shí)現(xiàn)了真Hi-Fi音質(zhì)，是該公司第一款高端耳機(jī)，市場售價(jià)999元以內(nèi)。該款真Hi-Fi無線耳機(jī)內(nèi)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(xiàn)了49dB的深度降噪，這個(gè)降噪數(shù)值在千元以內(nèi)產(chǎn)品中是非常出色的。

據(jù)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(dú)立定義并完成設(shè)計(jì)開發(fā)的產(chǎn)品。該芯片整合了多種數(shù)模技術(shù)，諸如3個(gè)ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、1個(gè)DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），具有音頻DSP（數(shù)字信號處理）的低功耗編/解碼器（CODEC）等。可整體降低30%功耗，優(yōu)化語音喚醒設(shè)計(jì)，更強(qiáng)的DSP算力，提供豐富ANC選項(xiàng)和功能，諸如Hybrid ANC、自適應(yīng)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，可幫助客戶測試、進(jìn)行算法指導(dǎo)（例如自適應(yīng)降噪、自適應(yīng)調(diào)音、自適應(yīng)EQ等），更有批量生產(chǎn)的指導(dǎo)建議，即有從design-in到量產(chǎn)的一攬子支持。

ANC主動降噪難在哪兒？

ANC主動降噪是耳機(jī)降噪的方法之一。原理是利用耳機(jī)麥克風(fēng)收集環(huán)境噪音，通過運(yùn)算之后耳機(jī)產(chǎn)生與環(huán)境噪音相反的聲波，抵消噪音，以達(dá)到更好的降噪效果。

ANC耳機(jī)的優(yōu)勢在于對低頻噪聲的控制效果顯著，能有效隔離低頻噪聲，減少噪聲對人們健康的影響。通常ANC主動降噪的有效頻率在50Hz~2kHz。對于超過2kHz的噪聲，降噪耳機(jī)可以通過耳機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇，結(jié)合被動降噪方法。

● 從CODEC芯片角度看，耳機(jī)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(jī)，需要實(shí)時(shí)、動態(tài)地補(bǔ)償耳機(jī)泄露的能量，需要有低功耗的方式去檢驗(yàn)，因此需要有靈活、低功耗的處理單元和指令集。底噪方面，在打開降噪和通透模式時(shí)很明顯，因?yàn)橐糯篼溈孙L(fēng)的信號，這時(shí)噪聲也會隨之放大，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(jī)，能通過降噪技術(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，在一定程度上說明了耳機(jī)降噪效果的好壞。但從產(chǎn)品體驗(yàn)的角度考慮，降噪效果并不是越高越好，過高的降噪深度，會給耳朵帶來負(fù)擔(dān)，引發(fā)不適。而降噪深度不足，則無法達(dá)到理想的降噪效果。

為了尋求最佳的降噪?yún)?shù)，vivo TWS 3 Pro主動降噪的降噪深度49dB。這在同類耳機(jī)中屬于佼佼者。而且降噪模式也進(jìn)行了細(xì)化，分為四個(gè)檔位，除自動模式可以根據(jù)外界環(huán)境自動調(diào)節(jié)降噪深度外，其余三個(gè)模式在降噪能力上呈現(xiàn)遞減狀態(tài)。即便是最強(qiáng)的深度降噪模式下也沒有過多的耳壓。

通透模式指用戶無需摘下耳機(jī)，也能得到與摘下耳機(jī)同等甚至更好的效果。為此，vivo TWS 3 Pro耳機(jī)的通透模式也分為了兩個(gè)檔位，其中通透輔聽功能可以通過麥克風(fēng)去監(jiān)測到耳朵聽不到的聲音，在環(huán)境聲透傳時(shí)做音量補(bǔ)償，相當(dāng)于助聽器的效果，據(jù)電子產(chǎn)品世界記者體驗(yàn)，在音樂間隔的安靜場合，聽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(jī)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(dāng)于一只蚊子從耳畔飛過的聲音，人與人在室內(nèi)正常的說話聲音大約在40~60dB。因此在深度降噪模式下，據(jù)電子產(chǎn)品世界記者對vivo TWS 3 Pro耳機(jī)的測試，耳外有點(diǎn)失聰?shù)母杏X，路上行人的說話聲聽不到，但耳內(nèi)音樂聲效果非常好。

據(jù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)道， vivo TWS 3 Pro降噪頻寬范圍達(dá)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(jù)環(huán)境狀況變化，智能調(diào)節(jié)安靜與舒適程度。

ANC主動降噪最早出現(xiàn)于汽車業(yè)

ANC主動降噪主要靠數(shù)字芯片DSP及其軟件實(shí)現(xiàn)，二三十年前就已用于汽車業(yè)，用來給高檔車降噪。ANC主動降噪系統(tǒng)有兩個(gè)方面作用，一個(gè)是通過車內(nèi)的那些喇叭來美化發(fā)動機(jī)的聲音，被稱為EOE。另一個(gè)就是通過喇叭增加一些反向聲波，來消除車內(nèi)的一些噪音，被稱為EOR。除此之外，ANC主動降噪系統(tǒng)主要分為前饋控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)。前饋控制系統(tǒng)中有誤差傳感器、控制裝置、揚(yáng)聲器和參考傳感器。反饋控制系統(tǒng)包括誤差傳感、控制裝置和揚(yáng)聲器。

當(dāng)年，ADI等DSP公司就是把ANC用于汽車的先驅(qū)者。如今ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部根據(jù)中國市場的需求，獨(dú)立定義并設(shè)計(jì)、開發(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，并整合了其擅長的ADC、DAC等高性能模擬技術(shù)，移植到了TWS耳機(jī)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(rèn)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(dá) 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(nèi)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(yùn)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(jī)的相關(guān)簡史

TWS是真正無線立體聲的英文縮寫。它完全不需要線纜，而是通過藍(lán)牙進(jìn)行連接傳輸，同時(shí)左、右耳可以單獨(dú)使用，功能也更加豐富。

● 2014年，德國耳機(jī)廠商Bragi推出了全球首款真無線（TWS）耳機(jī)——Bragi Dash Headphone，自此成為了TWS耳機(jī)的開山鼻祖。

● 2016年藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布了新一代藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——藍(lán)牙5.0，同年9月，蘋果發(fā)布了新產(chǎn)品AirPods，特點(diǎn)是不僅實(shí)現(xiàn)了TWS功能，還開創(chuàng)性地把耳機(jī)的左右單元可直接塞進(jìn)充電盒中，解決了耳機(jī)充電和攜帶的問題。AirPods就像打開了潘多拉的盒子，其他廠商紛紛效仿，使TWS耳機(jī)市場井噴式爆發(fā)。2016年也成為TWS耳機(jī)的元年。

● 2017年，索尼發(fā)布了全球首款主動降噪功能的真無線耳機(jī)WF-1000X，這款耳機(jī)在熱銷了4年之后，在2021年才推出第二代，可見其熱度之高。

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