从设计到量产，ANC耳机面临一致性、功耗、音质三重挑战
目前耳机降噪几乎都是采用的听音降噪，换句话说采用的是接收端降噪。深圳跃豁达科技有限责任公司董事长黄斌解释称，采用听音降噪的原因在于如果将麦克风安装在听音端一定距离，就会出现听音端和安装处噪音存在差异，因此最后降噪后听出来的声音也是不一样的，所以一般会将麦克风安装在听音端，拾取当下会听到的噪音并进行反向处理。
深圳跃豁达科技有限责任公司董事长黄斌
此外，麦克风数量对主动降噪效果的影响存在两面性，原理上麦克风数量越多拾取的噪音更清晰，因此降噪效果越好，但在实际应用中，麦克风数量多了一致性问题会更突出，处理难度会更大，因此并不是麦克风数量越多降噪效果就越好。
基于接收端降噪，主动降噪从技术上来看又有三种实现方式：前馈、反馈、混合降噪(反馈加前馈)。黄斌表示，单个的前馈和反馈都只是一种表现形式，但是在处理深度上就会与混合降噪有很明显的区别。
“前馈和反馈所能达到的深度可能就在20dB左右，市面上如果生产调试各方面都不太突出的公司所做的单一形式的主动降噪深度基本就是16-18dB，国内大牌的降噪深度也基本在这样的水平。”黄斌告诉记者。而对于混合降噪，市场上很多都是通过一个麦克风来进行拾音，但跃豁达的双馈耳机包含有两个，而采用双馈的方式跃豁达将降噪深度做到了35-37dB。但是这种双馈的混合控制需要对两边麦克进行均衡处理，否则就会出现之前提到的嚣叫、左右耳声音不均匀等情况。
艾迈斯半导体应用工程师Jimmy Xu
艾迈斯半导体应用工程师Jimmy Xu则告诉记者，混合主动降噪解决方案需要四个主动降噪麦克：两个用于前馈回路，两个用于反馈回路，麦克风的特性对耳机降噪性能也会有较大影响。其必须是全指向型麦克风，并且要有平坦的频率响应，高灵敏度和信噪比。
正是由于同时包含前馈和反馈两个回路，混合降噪也综合了前馈和反馈两个系统的优点，并在20 Hz到3KHz音频范围内显示优越的主动降噪(ANC)性能，这对一个独立的前馈或反馈系统来说都是不可能的。然而，虽然混合技术中包含了前馈和反馈的优势，但仍有挑战性的问题存在。
Jimmy Xu指出：“主动降噪耳机的好处是，它们提供了一个特别的聆听体验，但通常情况下这并不利于高精度音频再现。另外，混合架构的设计难度远远不只是前馈与反馈架构的叠加，在产线生产上也需要更长时间用于校验和调整。”
在生产工艺方面，传统ANC耳机的生产需要采用螺丝刀进行手动的产线校准，耗时多并且很难大批量生产。这个过程很慢，不可靠，而且费用还很昂贵。然而事实上整个手动校准过程其实可以通过线路实现全自动化。
“在自动校准系统中，耳机音频输入口会被配置成自动校验的输入控制端口。传统的手动校准需要5分钟左右的时间，而自动化过程只需要20秒左右的时间，就可以完成整个混合型主动降噪耳机的校准。相对于手动操作过程，生产时间降低了15倍。”Jimmy Xu强调称，这项全自动产线校验已经在一家与艾迈斯半导体合作的ODM厂商实现。
无独有偶，黄斌也表示，除了技术上的难点，主动降噪麦克风位置、摆放、打胶等在确保一致性时都是难点。为保证一致性，黄斌告诉记者：“跃豁达在最初的设计上就有考虑一致性，其次在选材时格外注意精密度以及兼容性问题，第三是生产控制，第四是测试系统，通过各个环节从而保证主动降噪的深度。”
黄斌进一步表示，3kk左右的小批量会由跃豁达自主完成生产，这样才能确保跃豁达主动降噪耳机的标准及品质，从而在大批量采用代工的时候便可参照此标准执行。
而在成本问题上，黄斌告诉记者，核心成本在于芯片，当然生产制造工艺以及合格率对主动降噪耳机的影响也是很大的，而跃豁达现在合格率可以达到95%以上。然而由于艾迈斯采用四麦克风来做的主动降噪，因此Jimmy Xu告诉记者，除增加的麦克风的额外成本外，艾迈斯主动降噪耳机产线生产成本也会有所增加。
在功耗方面，由于各家采用的方案不一致，因此续航能力也有所不同。黄斌表示，前馈和反馈这两种单一形式的主动降噪耗电在10多毫安，跃豁达的有线的主动降噪耳机在11mA左右，200mA的续航能力在18h左右;跃豁达的EB02蓝牙入耳式的无线降噪耳机，蓝牙耗电10多mA，主动降噪芯片加到一起耗电就在20mA左右，110mA的电池可以用5h。因此，黄斌提出，主动降噪耳机功耗主要还是取决于芯片，其次在工作模式上可依据用户喜好选择是否开启降噪模式。
而Jimmy Xu则向记者介绍到：“艾迈斯半导体通过将主动降噪电路和扬声器驱动器相结合，当外接一对32Ω扬声器时，驱动功率可达2x34mW。在同时打开主动降噪功能和音乐播放时，我们最先进的降噪方案的功耗仅8mW，锂电池输出电流仅为2mA。一个100 mAh的电池理论上可以支持整个系统运作持续大约50个小时!”
由此可以看到，主动降噪技术在应用到消费类耳机时在功耗上，已完全能与娱乐设备相匹配。但是回归到声音处理这个本质问题时，主动降噪似乎与“高音质”呈现出鱼与熊掌不可同时得兼的冲突现象。
“对于一般耳机而言，本来音质效果都不是特别突出的情况下，主动降噪对其音质的影响也是可以忽略不计的，但是对于追求极端音质效果的耳机而言，主动降噪一定是会对耳机音质有所影响，因此从用户角度来说，真正的音乐发烧友是不会去选择降噪耳机的。”黄斌补充说到，“另外，音质属于声音处理部分的技术，与主动降噪属于两个并行技术，要同时兼顾二者不仅在技术上要求很高，也会产生高昂的成本。”
然而Jimmy Xu却向记者表示，是否影响音质取决于使用哪种降噪方案。例如，艾迈斯半导体的前馈降噪方案，降噪麦克风与扬声器声腔隔离，这样就没有任何音源会被降噪麦克风拾取到，也就完全不会影响音质。然而，如果采用反馈或者混合降噪方案，音源确实会被降噪麦克风拾取到，因此对音质有所影响，针对这一问题，艾迈斯半导体通过采用智能音乐补偿电路，可以极大程度的补偿对音质的影响，在降噪打开的同时，保证原有的音质。
上文已有提及，主动降噪可弥补被动降噪所无法达到的频率盲区，但使用主动耳机的人都有一个非常深刻的体验，那就是常见的主动降噪耳机对车辆、飞机等噪音的降噪效果比较好，但对嘈杂的人声效果却不大。这究竟是技术难题还是厂商有意为之?
Jimmy Xu对此表示，ANR对人声的降噪效果不大主要是频率范围的原因。主动降噪在低频率范围内通常是最有效的，即在从20 Hz到2KHz的音频范围内，最佳点则是在100 Hz到200 Hz之间。然而，人声的频率有一部分超出了主动降噪的有效范围。要解决这一问题，使主动降噪系统的有效频宽更广，主动降噪耳机制造商需要参与早期声学设计和原型开发及对ANC滤波器的设计过程。
黄斌也对这一观点表示赞同，同时他强调，跃豁达是做降噪系统解决方案的，因此除了能提供这种低频的主动降噪技术，还能实现变频降噪技术，同时对不同频率段的噪声做处理。而人声频率在2000-4000dB，人声处理的壁垒在于算法层面。黄斌强调，跃豁达虽然可以实现人声处理，但是基于生活环境下的应用，人声还是有做保留。
综上，主动降噪已经逐步走向消费类耳机应用，在主动降噪核心技术领域目前BOSE是标杆，主动降噪的功耗在应用到消费类耳机上时，已完全能与娱乐设备相匹配。近两年国内厂商陆陆续续开始着手研发主动降噪技术。从设计到量产，ANC耳机还面临一致性、功耗、音质三重挑战。
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