【導讀】真無線立體聲（True Wireless Stereo，TWS）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。

TWS耳機

真無線立體聲（True Wireless Stereo，TWS）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。

骨振動傳感器檢測原理

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
、更自然，噪聲抑製更有效
，可以提供效果更佳的上行通話效果。

TWS耳機降噪方法對比

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傳感器等多種產品形態。

TWS耳機降噪方法對比

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降噪一般複用主動降噪（ANC）的反饋麥克風（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(mai)ENC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)。

骨振動傳感器設計

基於微機電係統（Micro-Electronic-Mechanical-System，MEMS）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。

骨振動傳感器設計

骨振動傳感器內部的專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）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MEMS麥克風的輸出信號相似，便於藍牙主控進行信號處理。

敏芯股份研發的骨振動傳感器MSB102S

據麥姆斯谘詢介紹，敏芯股份自主研發了骨振動傳感器：MSB102S，采用LGA封裝方式，尺寸為2.7mm x 1.8mm x 1.1mm

，整體外觀呈現為PCB基板與金屬殼的組合形式。MSB102S封裝尺寸小巧緊湊，與標準麥克風尺寸兼容。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封裝內部主要包含MEMS芯片與ASIC芯片。MEMS芯片貼裝於PCB基板，ASIC芯片貼裝於MEMS芯片之上，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
，均通過引線鍵合（Wire Bonding）的方式實現信號互聯。

敏芯股份的骨振動傳感器MSB102S靈敏度為-26 dBV/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，該器件頻率響應在1.5kHz以內平坦，更便於算法處理。

（來源：MEMS)

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