继续上一编文章,TWS耳机浪潮不断,新技术一拔接着一拔,今天我们就一起来聊聊通话降噪的测试

主动降噪和通话降噪是不一样的降噪技术,主动降噪是起到把环境噪声最大程度地抵消,让使用耳机的人享受安静的环境;而通话降噪则是另一个方向的应用,它可以让使用通话降噪耳机的人在嘈杂的马路边打电话,或者在飞驰的摩托车,在开着音乐,或开了车窗的汽车行驶中的汽车里打电话,电话另一边的人也能清楚地听到你的讲话内容,噪声基本传不过去。简单说,主动降噪,就是使用耳机的人爽,而通话降噪,就是电话另一头的人爽。

通话降噪,主要技术有3个:

1, Beamforming 指向增强技术

2, 自适应滤波技术

3, 上行骨传导技术 

这3项技术,其实并不是新的技术,我们手机,基本都有2颗麦(一个在充电口旁边,另一个在相机旁边),默默地在帮助我们进行通话降噪好多年(所以,有时用耳机打电话怕讲不清楚时,我们习惯关掉耳机,直接用手机,就主要是这个原因);上行骨传导技术本质是通过采集脸或声带的振动信号,进行通话内容的传输,因为环境噪声传导介质是空气,而直接用加速度传感器采你脸上或声带的振动,则可以隔离环境噪声,这项技术在军事上应用十分广泛,在坦克里打电话,直升飞机上打电话,就都有用此项技术。

现在,TWS耳机的形态,加速了这3项技术在耳机上的应用。TWS耳机的高耳夫球杆的形态,让双麦的距离能布置得更远,提升了beamforming的算法效果;TWS 半入耳的形态,让耳软骨的振动能更高效地传递给加速度传感器,上行骨传导能得到更高信噪比的信号;同时,蓝牙芯片计算能力与功耗的优化,使得这些算法能更好地跑在TWS芯片里。

今天我们来讨论的前面2项技术的研发与量产测试,上行骨传导的研发与量产测试,我们后面会有专门的文章进行解剖介绍。

同时,我们也希望这个文章,能帮大家避免设备的重复投资。因为通话降噪,接下来一定会成为中高端TWS耳机的标配,耳机工厂需要敏感地把握住这个趋势,在测试设备的投资上进行比较谨慎地选择,需要选择那种可以升级后进行通话降噪测试的系统,不然,到时就可能得再花不绯的价格升级现有蓝牙音频测试系统,或购买新的支持通话降噪测试系统。而实际上,只要规划得好,常规蓝牙声学与通话降噪,是可以在一个站上完成的,我们系统就支持这样做。

1. 研发阶段,进行通话降噪效果测试的手段

1.1 研发阶段Beamforming 算法降噪效果怎么测

下图是我们在办公室进行TWS耳机的Beamforming降噪效果测试。

系统架构如下图,我们通过转台TT625,测量耳机的每个角度的HFP传输能量,如果我们使用扫频信号,就可以认为在自适应滤波器还没收敛完成,即可以认为收到的信号都是只有beamforming 指向增强处理后的信号。

下图是AirPods和某品牌的TWS耳机的Beamforming 降噪效果对比

从上面2个图,可以看出,AirPods表现十分优异,在90度急剧衰减,这样体现出来就是你用AirPods打电话时,这时如果有一个和你同等身高的人对着你耳朵方向讲话,其声音也会被急剧衰减,几乎传不到你电话对方的那头去,当然,你走在路上,汽车喇叭声也几乎会被衰减掉,这样就起到很强的通话降噪效果。

1.2 研发阶段自适应滤波算法怎么测

研发测试,不仅仅需要针对beamforming效果进行量化,还需要进行自适应滤波器收敛效果,甚至进行收敛时间的测试,AudioExpert平台都是支持,其思路和接下来要讲的量产测试方法里的开关测试法类似,这里就不多讲,我们继续来看量产的测试手段。

2. 量产阶段,进行品质把控的测量手段

这两年来,美格信支持过一批批的头戴游戏通话降噪耳机,TWS通话降噪耳机的量产测试,现在把积累的经验介绍给大家。

量产主要的测试方法有3种:

  1. 信噪比测试法
  2. 回路测试法
  3. 开关测试法

这3种方法,有优有劣,美格信的系统,都无缝支持,下面进行分析介绍。

2.1 信噪比测试法

这种方法,不需要芯片商指令支持,基本上哪家仪器都能支持,而且测量环境与真实使用环境比较类似,测试出来的降噪数据接近真实效果。但由于算法一直开着,容易受环境干扰,测试数据不是很稳定,有时需要复测才能通过,再加上需要一些时间等待收敛,测试效率和良率都比较低。

评价:入门阶测量

量产推荐指数: 三颗星

2.2 回路测试法

这种方法,需要芯片厂商或方案商的支持,必需进行DUT控制,而且TWS形态上,又不支持太多顶针点,所以一般走的是SPP或BLE协议。但由于这种测试方法是剥离了算法的影响,所以基本上可以把双麦的品质与装配误差测出来,一致性非常高,而且无收敛时间,测试效率也高,高端品牌而且重视通话降噪品质的,基本会倾向于采用这种方式。目前,美格信的系统可以支持这4家芯片的DUT控制,BES,Airoha,REALTEK,QUALCOMM。

评价:高级测量

量产推荐指数: 五颗星

2.3 开关测试法

这种方法,通过DUT的开关,测试噪声能量的穿透效果,由于这种测试只有一个角度,beamforming 的噪声抑制能力基本被忽略,而且还需要DUT指令,还要等待收敛的时间,所以这种方法在量产上是的最不推荐。但推荐使用在研发阶段,测试自适应滤波器的效果,早期单麦降噪的量产测试,也有部分厂商选择这种方式。

评价:入门级

量产推荐指数: 一颗星

美格信喜欢标准化的设计,从软件平台化,硬件模块化,系统单穴化,长远看,这样可以释放用户的灵活度,对用户来说是最有利的。但短期内,对用户的知识水平要求比较高,使用起来可能感觉比较吃力,但人总是要往前看的,使用美格信的东西,用着用着,测试原理就都懂了,自己也就上一个台阶了。

不仅如此,我们设计的单穴化系统,支持TWS常规声学与上行降噪合并(上行降噪必将成本中端TWS耳机的标配功能),所以,此设备的投资也兼容行业发展需求,符合行业长期发展的技术趋势。

本文转载自 美格信