上行骨傳導技術的詳解

主動降噪和通話降噪是不一樣的降噪技術，主動降噪是起到把環(huán)境噪聲最大程度地抵消，讓使用耳機的人享受安靜的環(huán)境；而通話降噪則是另一個方向的應用，它可以讓使用通話降噪耳機的人在嘈雜的馬路邊打電話，或者在飛馳的摩托車，在開著音樂，或開了車窗的汽車行駛中的汽車里打電話，電話另一邊的人也能清楚地聽到你的講話內容，噪聲基本傳不過去。簡單說，主動降噪，就是使用耳機的人爽，而通話降噪，就是電話另一頭的人爽。

通話降噪，主要技術有3個：

1， Beamforming 指向增強技術

2， 自適應濾波技術

3， 上行骨傳導技術

這3項技術，其實并不是新的技術，我們手機，基本都有2顆麥（一個在充電口旁邊，另一個在相機旁邊），默默地在幫助我們進行通話降噪好多年（所以，有時用耳機打電話怕講不清楚時，我們習慣關掉耳機，直接用手機，就主要是這個原因）；上行骨傳導技術本質是通過采集臉或聲帶的振動信號，進行通話內容的傳輸，因為環(huán)境噪聲傳導介質是空氣，而直接用加速度傳感器采你臉上或聲帶的振動，則可以隔離環(huán)境噪聲，這項技術在軍事上應用十分廣泛，在坦克里打電話，直升飛機上打電話，就都有用此項技術。

現(xiàn)在，TWS耳機的形態(tài)，加速了這3項技術在耳機上的應用。TWS耳機的高耳夫球桿的形態(tài)，讓雙麥的距離能布置得更遠，提升了beamforming的算法效果；TWS 半入耳的形態(tài)，讓耳軟骨的振動能更高效地傳遞給加速度傳感器，上行骨傳導能得到更高信噪比的信號；同時，藍牙芯片計算能力與功耗的優(yōu)化，使得這些算法能更好地跑在TWS芯片里。

今天我們來討論的上行骨傳導技術。

同時，我們也希望這個文章，能幫大家避免設備的重復投資。因為通話降噪，接下來一定會成為中高端TWS耳機的標配，耳機工廠需要敏感地把握住這個趨勢，在測試設備的投資上進行比較謹慎地選擇，需要選擇那種可以升級后進行通話降噪測試的系統(tǒng)，不然，到時就可能得再花不緋的價格升級現(xiàn)有藍牙音頻測試系統(tǒng)，或購買新的支持通話降噪測試系統(tǒng)。而實際上，只要規(guī)劃得好，常規(guī)藍牙聲學與通話降噪，是可以在一個站上完成的，我們系統(tǒng)就支持這樣做。

1、上行骨傳導技術的概述

首先我們先來了解一下骨傳導，骨傳導可以分成上行/下行骨傳導通話技術。

上行骨導，是通過采集臉部振動，提高通話質量設計，為的是讓對方能聽清楚；

下行骨導，是將聲音轉化為不同頻率的機械振動，通過人的顱骨、骨迷路、內耳淋巴液、螺旋器、聽覺中樞來傳遞聲波（定義摘自百度百科《骨傳導耳機》），是為讓自己能聽得更清楚。

我們本編文章討論的是上行骨導。

我們在通話的過程中，自身說話得聲音才是我們真正要傳遞得有效信號，但除此之外周圍還有機器設備、風噪、周圍人群等產生的各種噪聲，我們可以稱為噪聲信號。

上行骨傳導技術本質是通過在耳機內置入加速度傳感器芯片，采集臉頰的振動信號，將有效信號作為通話內容進行傳輸。環(huán)境噪聲的傳導（氣導）靠的是麥克風，所以不會被加速度傳感器采集到，這樣可以實現(xiàn)氣導噪音過濾的效果。

我們講話時，除了臉部振動以外，鼻梁的振動也比較強，所以，這項技術不只是運用在耳機領域，也可以運用在VR或AR智能穿戴設備上，提高通話效果。

2、美格信完整骨聲紋的測試系統(tǒng)

從上行骨傳導通話技術的測試上可以分成三個部分：IQC芯片來料測試、半成品骨聲紋測試、成品骨聲紋測試，以上這三種測試我們美格信的系統(tǒng)都是無縫支持兼容的。

2.1、IQC芯片來料測試

IQC芯片來料測試是非常重要的，對原料的控制、原料質量的檢測是在生產前的第一個控制品質的關卡，如果將不良品流到制程中，輕則拆機更換部件，重則直接報廢，這會造成巨大的經濟損失。

IQC芯片來料可以從信號類型上分成了數(shù)字格式麥與常規(guī)模擬硅麥，下面我們從架構圖去分析其中的測量原理。

第一種：IQC來料數(shù)字芯片麥測試系統(tǒng)架構圖的分析介紹，通過PC軟件AudioExpert讓音頻采集卡推出一個掃頻信號至激振器SK 505使其振動，IQC芯片來料與定制治具針腳對應后與U 903通訊并將接收的振動信號以數(shù)字TDM格式解調至U 924后傳輸至PC軟件AudioExpert進行分析。

第二種：IQC芯片來料模擬硅麥測試系統(tǒng)架構圖分析介紹，通過PC軟件AudioExpert從音頻采集卡推出一個掃頻信號至激振器SK 505使其振動，將定制治具針腳對應的四個點引出接至U922，半成品骨聲紋麥將信號通過U922傳輸回音頻采集卡，再通過PC軟件AudioExpert進行分析。

2.2、半成品骨聲紋測試

在將加速度傳感器貼片的時候，可能因為人為的操作導致虛焊或者假焊從而導致接觸不良，時通時斷，所以對于半成品骨聲紋測試也是非常重要的。

半成品的骨聲紋測試與IQC來料測試一樣從信號類型上分成了數(shù)字格式麥與常規(guī)模擬硅麥。

第一種：形態(tài)的半成品骨聲紋數(shù)字格式麥測試系統(tǒng)架構圖，因為都是通過I2C通訊跟數(shù)據(jù)TDM格式數(shù)據(jù)解調，所以整體的測試邏輯可參考IQC來料數(shù)字芯片麥測試的邏輯。

第二種：形態(tài)的半成品骨聲紋模擬硅麥測試系統(tǒng)架構圖，整體的測試邏輯可參考IQC來料測試模擬硅麥的邏輯。

2.3、成品骨聲紋測試

經過了來料與貼片半成品的測試之后，就到了耳機點膠、組裝的部分，在這里往往可能會因為傳感器的位置在組轉的時候與設計的位置有偏差，或者需要打膠的地方打多或少，都會成為影響加速度傳感器工作的因素，所以需要在組裝完之后做成品整機測試。

下面進行成品骨聲紋耳機測試系統(tǒng)架構圖的分析介紹，成品的骨聲紋耳機都通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行測試，通過PC軟件AudioExpert從音頻采集卡推出一個掃頻信號至激振器SK 505使其振動，耳機內部加速度傳感器接收到振動信號且內部處理之后通過SPP/HFP協(xié)議經過藍牙適配器傳輸回PC軟件AudioExpert進行分析。

有一點需要注意，在成品骨聲紋耳機中，骨聲紋傳感器與其他的正常麥克風經常會一起存在。所以還需要配備其他能夠測試正常麥克風的硬件，例如：SB 05音箱、AM 581人工嘴等。

系統(tǒng)核心部件：

SK 505激振器+ACC 181加速度記

PM 6143，4in，4out Shuttle采集卡

AudioExpert音頻測試平臺

審核編輯：符乾江