基于DSP的智能降噪耳機技術

文/貢維勇

1 DSP智能降噪耳機相關概述

最近幾年我國各個區域都具有著大大小小的建設項目，而這些項目的運營又會產生大量的噪音。除此之外，在其它場所也會存在許多噪音，這些噪音會引起人們煩躁的不良情緒，有些弱音量過高甚至會對人們的身體產生危害，最為直接的就是對聽力造成嚴重的負面影響。因此對于這些無可避免的噪音干擾，如何有效進行降噪處理就顯得尤為重要。DSP具有處理快、可行性高、效果好等特點，基帶信號處理最為常用的一種方案。DSP的高速接口會直接連接于板內及板外的器件之上，主要運用高速數據的通信，具有著價格低、能耗低、失真低等優點，從消除噪音上來講可以主動對噪音進行處理消除干擾。

現階段基于DSP的智能降噪耳機，無論是在佩戴的舒適性還是便攜性上都具有著較大的改變，既可以有效保留原有耳機所具有的音質，在不使用降噪功能時仍然可以具有著較高的音質。通過DSP技術，能夠將噪音轉化為電信號，之后通過硬件內的運算電路將噪音信號轉換為反向信號，以此中和噪音。在整個過程中首先需要完成對噪音信號的采集工作，在同一時間內完成對不同頻率信號的解析與生成同步的反向信號，這樣才可以確保實時降噪。除此之外，還有許多智能降噪耳機都是在原有耳機基礎之上進行改進的，所以在一定程度上難以保留原有耳機的音質，在不使用降噪功能時音質表現一般。但是基于DSP技術的降噪耳機則可有效避免此類問題，實現智能化降噪，即便當新噪音出現，該耳機也可以將噪音降低至人們無法感受到的程度，將降噪電路可能產生的負面影響降低到最小，DPS智能降噪耳機擁有者廣泛的應用范圍，如在交通工具及特點的噪音場所。

2 基于DSP智能降噪耳機技術分析

一個完整的DSP智能降噪耳機控制系統主要包括了兩個部分：控制部分及電聲部分。其中控制部分包括了硬件及軟件，硬件有數字信號處理器以及外圍所涉及到的電路，軟件則主要為實現降噪功能的算法；電聲部分則主要有次級聲源（揚聲器），參考傳感器以及誤差傳感器，下面將主要講解DSP智能降噪耳機硬件相關概述

2.1 DSP控制器

在對智能降噪耳機設計數字信號處理系統時，內置的DSP芯片是非常重要的組成部分。選擇智能降噪耳機DSP芯片的最為重要的標準是運算的處理速度，包括指令周期以及MAC，指令周期主要是指執行一條指令所需要花費的時間，MAC主要是指完成一次算法所需要的時間、價格、硬件資源及進度等。降噪耳機噪音控制系統中，一般的DSP芯片基本都可以滿足運算進度及能耗方面的需求，價格也在隨著科學技術的發展不斷降低，所以當我們選擇DSP內置芯片時需要它的運算能力，確保軟件算法能夠正常運行及實效性，同時還需要保證軟件編程的便捷。

2.2 外圍電路

DSP智能降噪耳機的外圍電路功能主要是為了完成對噪音控制系統外部輸入信號的調整，進而轉化為數字信號，通過控制器內的相應算法對輸入信號進行加工與處理，對輸出的數字信號再加以調整與改變將其轉化為模擬信號。

2.3 電源

DSP在系統運行過程中會承受著大量的數據運算任務，所以相關電源設計也是非常重要的組成部分，因此可以根據實際的需求來進行選擇合適的電源，以此來確保系統內的各項功能可以正常保持運行。

2.4 傳聲器

傳聲器主要是將聲音信號轉化為電信號的能量轉換器件，傳聲器的種類非常多，但是多部分是以駐極體電容傳聲器為主，此技術已經具有幾十年的歷史。駐極體傳聲器具有極為寬廣的頻率響應，因為它的振動膜主要采用極輕薄的材料制成，能夠感受到音壓，可以直接將其轉化為音頻訊號，所以它的頻率響應的低音部分能夠延伸到10Hz以下，高音部分則可以輕松達到數萬赫茲。它還具有著超高的靈敏性，能夠感受到極其微弱的聲波，同時還會輸出最為清晰準確的原音，同時具備著快速瞬間響應能力，可以清晰展現出明亮的音色。最后它還具備較強的抗沖擊性，體積小和重量輕等優勢，這些優勢都能夠被應用到降噪耳機之中，進而設計成更加便捷合適的小型電聲產品。

2.5 揚聲器

揚聲器主要是將電信號轉化為聲音信號的能量轉換器件，揚聲器的種類也許多，但是動圈式電揚聲器是應用最為廣泛的，主要是因為它具有電聲性能強、成本低、結構牢固等優勢。

智能降噪耳機通過上述所講的一系列硬件設備，再配上相應的軟件處理能夠引入一個與原噪聲聲波相同而相位相反的次級聲波，進而讓產生的噪音在原有的基礎上在特定的區域內進行相互抵消，并且在降低噪音的過程中確保其它語音信號的順利傳輸，因此即便在高噪音的場所仍然可以保持良好的音質效果，讓客戶能夠暢想音樂的魅力。物理降噪耳機則會具有著厚重的物理隔音設備，而智能降噪耳機則不需要這些，佩戴起來也會更加舒適方便，所以會受到更多人的青睞。此項技術也是最早被商業化的一種產品，同時也是對噪聲控制技術應用最為成熟的領域?，F如今，國際上已經有許多大型企業積極介入到此項技術的研發之中，同時也有了許多新的進展。

3 結束語

綜上所述，在實際的日常生活中噪音是復雜多變的，所以智能降噪耳機技術是極其重要的。在實際的運用過程中，仍然可能會因為技術因素而導致的一系列問題，所以應積極加強對DSP的智能降噪耳機技術的研究，確保設備的穩定性，這樣智能降噪耳機必然會有更為廣闊的發展前景。