【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qianENC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(mai)ENCjiangzaoxiaoguoqianjia。yiketonghuamaikefengjiayikeguzhendongchuanganqi，keyishixianbijiaohaodetonghuaxiaoguo，kangfengzaonengliqiang，zaoshengyizhixiaoguojia，suanfashangyewuxufuzadeboshuchengxing
，jiandandeyuyinsuanfajiukeyishixian
，fangandezhengtixingjiabigao，weiyuelaiyueduodeerjichangjiasuocaiyong。

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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