耳機已經成為人們日常生活中不可少的電子設備，上班族在通勤路上戴上耳機聽音樂看視頻已成為一種常態(tài)。使用耳機的時候，各種噪聲影響著大家的體驗，所以很多廠商在耳機中加入了ANC、CVC功能。

ANC主動降噪通過麥克風收集外部的環(huán)境噪音，然后系統(tǒng)將其變換為一個反相的聲波加到喇叭端，最終人耳聽到的聲音是環(huán)境噪音+反相的環(huán)境噪音的疊加，這兩種噪音疊加從而實現(xiàn)感官上的噪音降低。

耳機的主動降噪技術應用

主動降噪這個概念其實很早就有了，1933年德國物理學家Paul Lueg就提出了有源噪聲控制（主動降噪）的概念，利用聲波相消性干涉原理降噪。早期帶有主動降噪功能的耳機體積遠沒有如今這么小，它需要使用很多分立的元器件來實現(xiàn)主動降噪。

隨著耳機的不斷發(fā)展，從有線到無線，無線藍牙耳機如何實現(xiàn)主動降噪？各個廠商都做了不同的嘗試。比如華為推出的FreeBuds系列，蘋果的airpods Pro等等。目前市面的主流降噪耳機，有三種ANC降噪方案，前饋式、反饋式以及混合式降噪。這三種的技術原理都是一樣的，收集外界的噪音后通過DSP數(shù)位處理器處理這些收集的噪音。

利用前饋加反饋的混合降噪模式效果最好，但成本和技術難度也是最高的，畢竟復合式降噪技術結合了前饋與反饋的優(yōu)點。這些耳機能實現(xiàn)優(yōu)秀的降噪其中都離不開低延時、低功耗的Audio Codec信號鏈。

TWS系統(tǒng)主動降噪分離分案與SOC方案對比

TWS系統(tǒng)目前分為分離方案和SOC方案，分離方案主要是Audio Codec放在主芯片之外，所有和Audio Codec相關的器件都和Audio Codec一樣接在主芯片之外。SOC方案則將Audio Codec集成在藍牙主芯片內部。

對ANC系統(tǒng)來說，最難的部分在于ANC開啟之后，會接收到各種各樣的噪聲。其中一部分來自藍牙的串擾，一部分噪聲由ADC采樣時引入，還有一部分來自DAC，而且由于DAC在ANC不開啟時也會工作，它產生的噪聲對音質的影響很大。

在分離的方案中，因為Audio Codec部分被分離了出來，天然就與藍牙部分形成了隔離，因為藍牙串擾而產生的噪聲會比SOC方案低很多。而由ADC、DAC引入的底噪多少則完全取決于信號鏈上核心器件工藝與性能的高低。

在系統(tǒng)硬件設計上，得益于SOC單芯片優(yōu)勢，在硬件設計上會更容易一些。分離方案是雙芯片配合，不可避免的會比SOC方案更復雜。另一方面，硬件設計必須要考慮到系統(tǒng)的功耗，分離方案將一部分任務轉移到了DSP里面，降低了藍牙和MCU上功耗，比較起來兩種方案各有千秋。軟件設計上同樣是見仁見智，SOC方案會固化很多軟件在內部，很標準但可能獨特性不夠；分離方案可以單獨調整濾波器，可以根據不同要求定制軟件對于很多頭部TWS大廠來說更有吸引力。

ANC與高性能Audio Codec信號鏈器件

ANC中高性能的ADC、DSP、DAC能在保障超低功耗的同時表現(xiàn)強大信號處理能力，給耳機帶來更豐富的功能選擇和聽覺體驗。ADI的ANC Audio Codec家族在國內外領先的音頻廠商的旗艦產品中有很多應用。目前最新的ADAU1860集成3個ADC、1個DAC以及2個DSP。

ADI這款新器件從模擬輸入至DSP內核再到模擬輸出的路徑都經過優(yōu)化，延遲低至5us。32位的HiFi-3z處理內核主頻最高100MHz，可編程的低延時音頻處理引擎內置雙二階濾波器、限幅器進行混合降噪。

ADC和DAC器件一貫是ADI的優(yōu)勢，ADAU1860選用的24位的ADC和DAC延遲極低，且ADC的SNR高達106dB，DAC和HPAMP的組合SNR同樣高至110dB。整個器件在3.0mm×2.7mm的封裝內功耗也不，非常適用于ANC，只需幾個無源組件，就是完整的ANC耳機解決方案。

小結

高性能的ADC、DAC降低底噪干擾，高性能FDSP提升系統(tǒng)效率降低功耗、TDSP帶來更多算法和功能。底層數(shù)字技術的提升配合高性能器件為降噪耳機的降噪和噪聲過濾奠定了基礎，不僅消除了此前無法消除的噪聲，還能廣泛地自定義聲音，使其能夠實現(xiàn)眾多功能和特性。