AS3415單芯片主動(dòng)降噪方案應(yīng)用研究

鄧帥博 章月新 劉劍

摘要：AS3415作為一款單芯片主動(dòng)降噪方案，在消費(fèi)電子類主動(dòng)降噪耳機(jī)市場(chǎng)上有著廣泛應(yīng)用。基于AS3415模擬式前饋主動(dòng)降噪芯片，設(shè)計(jì)了一款頭戴式主動(dòng)降噪耳機(jī)，旨在探究該芯片在應(yīng)用中需解決的實(shí)際問題。包括主動(dòng)降噪芯片的硬件結(jié)構(gòu)、降噪原理、原型機(jī)聲學(xué)性能測(cè)試步驟和反饋濾波器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與仿真。以AS3415演示板和普通頭戴式耳機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行降噪效果測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析表明，在一般室內(nèi)環(huán)境中，上述降噪芯片對(duì)700 Hz以下噪聲有明顯降噪效果。

關(guān)鍵詞：AS3415；聲學(xué)測(cè)試；主動(dòng)降噪

0 引言

噪聲污染作為世界范圍內(nèi)四個(gè)主要環(huán)境問題之一，不但干擾人的聽覺、中斷通信，在嚴(yán)重情況下，例如飛機(jī)起降，坦克、火炮以及某些重型機(jī)械的操作，甚至?xí)?duì)人的聽力系統(tǒng)造成永久性破壞[1]。傳統(tǒng)降噪耳機(jī)主要從結(jié)構(gòu)上做出改進(jìn)，選用隔音效果好的材料制作耳機(jī)。這種耳機(jī)能夠隔離800 Hz以上的噪聲，但對(duì)800 Hz以下的噪音，尤其是400 Hz以下的低頻噪音隔音效果不佳，而這部分噪音正是常見重噪音的主要成分[2-3]。

有源噪聲控制（active noise control，ANC）技術(shù)利用聲波干涉相消原理，通過揚(yáng)聲器發(fā)出反噪聲與耳罩內(nèi)噪聲抵消實(shí)現(xiàn)降噪目的，可以彌補(bǔ)物理隔絕式被動(dòng)消噪耳機(jī)無法消除低頻噪音的局限[4-6]。之前主動(dòng)降噪電路大多采用DSP或分立元件的解決方案，這些方案的成本、功耗均較高，且PCB占板面積較大，限制了ANC技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用。奧地利微電子（編者注：已更名為“艾邁斯半導(dǎo)體”，英文為“ams”）公司高集成度主動(dòng)降噪解決方案的出現(xiàn)，使功耗、成本和外圍元器件數(shù)大大下降，為低成本主動(dòng)降噪耳機(jī)的批量問世掃清了主要障礙[7]。……