TWS 蓝牙耳机 ANC 调试步骤

TWS蓝牙耳机ANC调试步骤ANC调试步骤：环境是消音室，测试平台的搭建如上图:前馈耳机头：MIC：对于前馈耳机头的mic的选择，芯片对于硅麦（MEMS）和驻极体麦克风（ECM）都是支持的，外围电路有差异，从调试的角度考虑硅麦和电容mic都可以，没有本质区别，ECM在信噪比方面要优于MEMS，但从生产的角度考虑，硅麦一致性更好。而前馈的降噪的生产对一致性要求非常高。所以前馈的降噪方式推荐硅麦，尤其是入耳式的耳机，对降噪量要求较高（典型20dB以上）。对于头戴式，由于被动降噪曲线，speaker曲线随着人的佩戴变化量较大，对降噪量要求不会太高（典型10dB左右），所以如果对电容mic频响稍加控制，头戴式也可以用电容mic。以下从幅度、相位、灵敏度、信噪比、隔离度来说明相关要求。①幅度：要求降噪频段（典型50Hz->3kHz）平滑即可，低频（100Hz以内）不能衰减的太多。②相位：没有要求③灵敏度：-38dB以下，太高的灵敏度容易饱和。灵敏度在小于-38db的前提下，越大越好。④信噪比：信噪比越高越好。（推荐60dB以上）。⑤隔离度：跟speaker的隔离度越高越好。（这个还没有具体的数据，只是对比成熟的音腔测试）。⑥一致性：一致性要求较高，要求幅度差别1dB以内，相位差别5度以内，以保证20dB的降噪量。这里的幅度差别指的是趋势，频响曲线平行的幅度差别大的话没有问题，可以用增益补偿回来。这里的指标指的是和speaker加起来的差别总和。如果降噪量要求不那么高，可以适当放宽要求（如果降噪主要在1K之内，幅度波动要求只需在1K内符合。如果降噪主要在2K之内，幅度波动要求则需在2K内）。SPEAKER：单前馈的耳机头，照着音质最好的频响曲线去做就行。主要是降噪频段的幅度平滑就行。①幅度：要求降噪频段（典型50Hz->3kHz）平滑即可，低频不能衰减的太多。②相位：没有要求③灵敏度：越高越好（降噪频段）。④隔离度：跟mic的隔离度越高越好。⑤一致性：一致性要求和MIC一样。⑥被动降噪曲线：被动降噪曲线越平滑越好，（低频不宜降噪量过大）。另外就是佩戴起来越稳定越好。也就是每次佩戴都差不多，而不是每次佩戴差别都很大。反馈耳机头：MIC：由于反馈的方式的降噪量对mic的频响不太敏感。所有对mic的类型没有特殊要求。幅度：低频不能衰减的太多；①相位：没有要求②灵敏度：可以略高于前馈③隔离度：和sperker隔离度越低越好，也就是mic和speaker的距离应该尽量靠近；SPEAKER：反馈的耳机头，低频能量越多越好（100Hz以内的）。一是有利于降噪量的增加；二是反馈降噪会影响低频的音乐，如果低频能量较高，这样降噪后的音乐播放仍然具有较好的低频，这样会降低EQ的补偿。①幅度：低频能量越大越好②相位：没有要求③灵敏度：越高越好④隔离度：和mic隔离度越低越好，也就是mic和speaker的距离应该尽量靠近。1、调试信号源音箱跟人工耳MIC的距离跟位置不佩戴耳机的状态下，用AP播放固定增益94dbSPL,1KHZ信号，调试信号源音箱跟人工耳MIC的距离跟位置（大约50cm），使人工耳MIC接收到94dbSPL(FF),104dbSPL(Hybrid)。如下图：2、测试空场信号不佩戴耳机的状态下，用AP播放粉噪（或扫频20HZ到20KHZ），测试到人工耳MIC接收的频响曲线A。3、测试被动曲线可以用以下方法验证板子是否打开ANC，mic跟speaker的PIN脚是否配置对：在不接麦跟喇叭的情况下，直接灌个10mv的型号进去mic脚，测喇叭出来的引脚是否有反向波形？有的话，就证明ANC打开，mic跟speaker的PIN脚配置对；没有的话，就得检查软件配置是否正确。另外，在没配滤波器的时候，滤波器直通，只靠ANC本身的算法，就看到低频降3，4个db了。在耳机不通电的情况下，将腔体佩戴在人工耳上，用AP播放粉噪（或扫频20HZ到20KHZ），测试到人工耳MIC接收的频响曲线B。对比AB曲线，看下被动降噪性能。4、调试主动降噪性能利用SOC提供的ANC调试工具，调整ANC参数，直至达到最佳。ANC参数调试：①单前馈：第一步：先确定整体的大致增益，调整Reference_Gain（该值通常为负值），调整过程中，电声测试仪测试到的曲线会整体下移，低频段最低则为当前最佳值。第二步：添加滤波器，滤波器遵循分频段调试，首先调制低频（~200Hz），通常在低频频点20Hz左右加入LowShelf类型，Gain值为正值，Q值小于1的滤波器。第三步：抑制高频（1000Hz~）反升，在相应频点附近加入Gain值为负值，Q值在1左右的HighShelf滤波器，用于抑制高频部分的整体反升。如果只有高频区间小部分反升，则考虑使用Gain值为负值的Peak滤波器。第四步：在处理了低频和高频之后，中频部分降噪量会有所损失，在相应位置加入Peak/Notch滤波器，Gain值不宜过大，正负视具体而定。第五步：由于滤波器中引入了增益，之前的Reference_Gain值不一定为最佳，此时需要对Reference_Gain进行微调，以达到最佳。②单反馈：反馈系统因MIC离喇叭位置较近，极易产生声音回路引起啸叫。第一步：在高频位置加入值为负的HighShelf滤波器或者值为负的Peak滤波器用于抑制高频的反升。第二步：调整反馈Reference_Gain值，增益过大会引起啸叫。第三步：在低频位置100Hz附近加入正值Peak滤波器，Gain不宜过大。③混合式混合式降噪系统的处理实际上为单前馈和单反馈的结合，要注意的是，混合式降噪系统中要注意反馈的抑制量，过大仍然会引起啸叫。关于降噪量：降噪效果的主要表现在两个方面，一是最大降噪深度，即主动降噪所能达到的最大降噪量，前馈入耳式耳机通常为25db左右，混合入耳式耳机通常为35db左右，最大降噪深度一般体现在100-200Hz这个频段；二是降噪宽度，通常指的是主动降噪跟被动降噪在曲线上的交叉频点，一般情况下为1000-2000Hz附近。5、佩戴验证效果试听ANC效果的实际听感（注意是否有杂音、底噪、啸叫、高频反升）6．生产流程①MIC单体测试②SPK单体测试③MIC半成品测试④SPK半成品测试⑤PCBA的MIC-SPK通路测试PCBA测试：从降噪MIC（无器件）端输入扫频信号，从SPK（无器件）采集输出信号显示（需显示器），测试PCBA的频响一致性。可以选择AP或其他电声测试仪器来测试。⑥机半成品测试需要设备：治具、soundcheck（或其他电声测试软件）、屏蔽箱，音响、声卡、711（配上硅胶套）、BES增益调试工具。PC与芯片通讯方式跟下载流程一致，半成品通过UART连接，可以通过测试点或者USB座的方式，降噪（环境监听）校准需要保证耳机头的密封，主控板不一定要装壳。7．一致性控制降噪（环境监听）效果是根据提供的样机进行调试的，考虑到器件公差及组装公差，生产管控标准根据公差调整，公差的确定还需要结合良率、成本以及对降噪效果的要求来确定。1、MIC来料控制：MIC选择硅MIC，这样能保证MIC的一致性。MIC的公差：幅频响应在50Hz~3kHz频段，±1.5dB；同时控制100Hz处的相位差在±3°。SPK来料控制：SPK的幅频响应在50Hz~3kHz频段，±1.5dB。2.MIC的半成品控制：MIC的公差：幅频响应在50Hz~3kHz频段，±2dB；同时控制100Hz处的相位差在±3°。3.SPK的半成品控制：SPK的幅频响应在50Hz~3kHz频段，±2dB。4.MIC和SPK的半成品测试设备：需要类似soundcheck这样的设备和治具。注：MIC和SPK的半成品指MIC和SPK装入耳机头，引线没有焊接到主控板上，测试点在引线上。