【導讀】TWS（True Wireless Stereo）真無線藍牙耳機與傳統耳機相比

，具有極高的便攜性。隨著主動降噪、空間音頻等新功能的加入
，TWS耳機的功能性更加豐富，使用體驗得到不斷提升

，更加促進TWS耳機的快速普及。

日常生活中，語音通話的應用場景比較複雜，比如在地鐵上、辦公室裏、機場等公共場所，對通話效果有很高的要求，在上行通話中，環境噪音的消除成為剛性需求。如何能夠更進一步提升TWS耳機的通話降噪效果，從而凸顯產品的差異性
，提升產品的競爭力，成為眾多廠商布局產品的重點方向之一。

骨震動傳感器的檢測原理

人在說話時，聲帶產生的振動信號，有兩種方式進行傳播：一種是通過空氣介質向外傳播
，另一種方式是通過人的顱腦骨骼、肌ji肉rou向xiang外wai傳chuan播bo，引yin起qi耳er廓kuo的de振zhen動dong。骨gu振zhen動dong傳chuan感gan器qi就jiu是shi利li用yong後hou者zhe的de傳chuan播bo方fang式shi

，檢jian測ce耳er廓kuo的de振zhen動dong信xin號hao，拾shi取qu佩pei戴dai者zhe的de語yu音yin信xin息xi。骨gu振zhen動dong傳chuan感gan器qi對dui於yu空kong氣qi中zhong傳chuan播bo的de聲sheng波bo信xin號hao不bu敏min感gan，對dui空kong氣qi中zhong傳chuan播bo的de聲sheng音yin信xin號hao具ju有you天tian然ran的de抑yi製zhi作zuo用yong，因yin此ci，通tong話hua降jiang噪zao算suan法fa更geng簡jian單dan，更geng自zi然ran

，噪zao聲sheng抑yi製zhi更geng有you效xiao，可ke以yi提ti供gong效xiao果guo更geng佳jia的de上shang行xing通tong話hua效xiao果guo。

TWS耳機降噪方法的對比

市場上TWS耳機種類繁多

，對於ENC（Environmental Noise Cancellation）降噪方麵，根據不同的價格及性能定位，有單麥克風、雙麥克風、三麥克風以及骨振動等多種產品形態。

單(dan)麥(mai)克(ke)風(feng)方(fang)案(an)價(jia)格(ge)有(you)優(you)勢(shi)，主(zhu)控(kong)芯(xin)片(pian)要(yao)求(qiu)門(men)檻(kan)更(geng)低(di)，結(jie)構(gou)不(bu)受(shou)限(xian)
，利(li)用(yong)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)算(suan)法(fa)
，識(shi)別(bie)濾(lv)除(chu)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)。不(bu)過(guo)單(dan)麥(mai)克(ke)風(feng)方(fang)案(an)降(jiang)噪(zao)效(xiao)果(guo)一(yi)般(ban)
，對(dui)於(yu)複(fu)雜(za)場(chang)景(jing)的(de)噪(zao)聲(sheng)識(shi)別(bie)及(ji)壓(ya)製(zhi)不(bu)是(shi)很(hen)明(ming)顯(xian)。雙(shuang)麥(mai)克(ke)風(feng)可(ke)適(shi)配(pei)多(duo)種(zhong)形(xing)態(tai)，在(zai)大(da)多(duo)數(shu)高(gao)噪(zao)場(chang)景(jing)下(xia)有(you)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)體(ti)驗(yan)，性(xing)價(jia)比(bi)高(gao)
，是(shi)目(mu)前(qian)ENC降噪的主流方案。

雙麥ENC降噪，利用有一定間距的兩顆麥克風，這樣才可以識別不同方向的聲音信號，兩顆麥克風的最小間距一般要求10mm。算法上用相對成熟的波束成形（beam forming）算法，波形指向配戴者說話的音源，在音源方向增強信號靈敏度，在其它方向壓製信號靈敏度


，從而實現噪聲的消除。

三麥ENC降噪一般複用ANC主動降噪反饋麥克風（Feedback Microphone，FB）
，FB麥克風用於檢測聲帶通過耳蝸傳遞到耳機的聲音信號
，另外由於FB麥克風深處耳道內部
，主動降噪耳機大部分為入耳佩戴方式
，耳機的橡膠套有比較好的密封效果，可以隔離外界環境噪音。三麥ENC降噪，可適用於大多數場景，抗風噪能力佳
，但是算法複雜，價格相對高。

麥克風與骨振動相結合，抗環境人聲幹擾性能更佳，通話者人聲失真度小。風噪是大部分耳機的一個痛點，當風速大於5m/s時shi
，麥mai克ke風feng會hui出chu現xian飽bao和he失shi真zhen，此ci時shi麥mai克ke風feng喪sang失shi捕bu捉zhuo語yu音yin信xin號hao的de能neng力li，骨gu振zhen動dong傳chuan感gan器qi對dui空kong氣qi波bo動dong不bu響xiang應ying
，所suo以yi即ji使shi在zai大da風feng速su情qing況kuang下xia，依yi然ran能neng準zhun確que捕bu捉zhuo到dao語yu音yin信xin號hao。另ling外wai對dui於yu豆dou式shi耳er機ji，由you於yu空kong間jian緊jin湊cou，體ti積ji小xiao，兩liang顆ke麥mai克ke風feng很hen難nan拉la開kai距ju離li，所suo以yi這zhe種zhong情qing況kuang下xia雙shuang麥maiENC降jiang噪zao效xiao果guo欠qian佳jia。一yi顆ke通tong話hua麥mai克ke風feng加jia一yi顆ke骨gu振zhen動dong傳chuan感gan器qi，可ke以yi實shi現xian比bi較jiao好hao的de通tong話hua效xiao果guo
，抗kang風feng噪zao能neng力li強qiang
，噪zao聲sheng抑yi製zhi效xiao果guo佳jia
，算suan法fa上shang也ye無wu需xu複fu雜za的de波bo束shu成cheng形xing
，簡jian單dan的de語yu音yin算suan法fa就jiu可ke以yi實shi現xian，方fang案an的de整zheng體ti性xing價jia比bi高gao，為wei越yue來lai越yue多duo的de耳er機ji廠chang家jia所suo采cai用yong。

骨震動傳感器的器件設計

基於MEMS微(wei)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)，在(zai)矽(gui)襯(chen)底(di)上(shang)加(jia)工(gong)形(xing)成(cheng)微(wei)米(mi)級(ji)尺(chi)寸(cun)的(de)彈(dan)性(xing)梁(liang)結(jie)構(gou)以(yi)及(ji)一(yi)定(ding)重(zhong)量(liang)的(de)質(zhi)量(liang)塊(kuai)，構(gou)成(cheng)振(zhen)動(dong)敏(min)感(gan)的(de)力(li)學(xue)結(jie)構(gou)。質(zhi)量(liang)塊(kuai)上(shang)的(de)電(dian)容(rong)極(ji)板(ban)與(yu)襯(chen)底(di)上(shang)的(de)電(dian)容(rong)極(ji)板(ban)構(gou)成(cheng)梳(shu)齒(chi)形(xing)可(ke)動(dong)電(dian)容(rong)，當(dang)有(you)振(zhen)動(dong)施(shi)加(jia)到(dao)器(qi)件(jian)上(shang)時(shi)
，質(zhi)量(liang)塊(kuai)產(chan)生(sheng)振(zhen)動(dong)，帶(dai)動(dong)電(dian)容(rong)梳(shu)齒(chi)產(chan)生(sheng)振(zhen)動(dong)，電(dian)容(rong)兩(liang)極(ji)板(ban)之(zhi)間(jian)間(jian)距(ju)變(bian)化(hua)，因(yin)此(ci)電(dian)容(rong)產(chan)生(sheng)變(bian)化(hua)。

器件內部的ASIC芯片將微弱的電容信號提取、轉換以及放大，將振動信號以電壓的形式輸出，與傳統矽麥的輸出信號相似，便於藍牙主控進行信號處理。

采用Metal-Lid LGA的封裝
，整體外觀呈現為PCB基板與金屬殼組合形式。PCB基ji板ban位wei於yu底di部bu，基ji板ban正zheng麵mian及ji背bei麵mian分fen布bu有you各ge路lu信xin號hao走zou線xian
，背bei麵mian設she有you引yin出chu電dian極ji。基ji板ban四si周zhou分fen布bu有you劃hua錫xi溝gou道dao，使shi頂ding部bu金jin屬shu殼ke通tong過guo焊han錫xi與yu基ji板ban連lian接jie，以yi實shi現xian完wan整zheng電dian磁ci信xin號hao屏ping蔽bi。LGA內部主要由MEMS芯片與ASIC芯片組成。MEMS芯片貼裝於PCB基板，ASIC芯片貼裝於MEMS芯片上，構成上下堆疊的形式，使結構更緊湊，空間利用率更高。MEMS芯片與ASIC芯片、ASIC芯片與PCB基板之間，均通過Wire-Bonding的方式實現信號互聯。2.7 x 1.8 x 1.1mm的封裝尺寸，小巧緊湊，與標準麥克風尺寸兼容。

器件的靈敏度為-26dBV/g @1kHz
，信噪比為55dB，諧振頻率為4kHz。一般而言
，語音信號的帶寬為1kHz左右，因此器件頻率響應在1.5kHz以內平坦，更便於算法處理。

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