1 芯片架构:性能基石
作为解决方案工程师,在构建杰理混合降噪耳机方案时,我们始终以芯片选型为核心出发点。杰理JL7016G芯片作为专为TWS耳机打造的高性能SoC,其硬件架构决定了整个解决方案的效能上限。该芯片采用32bit双核CPU设计,搭配640KB SRAM,系统时钟最高达160MHz,并支持硬件浮点运算能力。这种双核架构的独特优势在于,一颗核心可专注处理高复杂度ANC算法,另一颗则同时负责蓝牙通信协议栈及应用层功能,实现资源最优分配。
在音频处理能力方面,JL7016G集成24-bit DAC,信噪比达到104dB,实际噪底仅4.5uV,这样的参数表现为高端音频还原提供了坚实基础。同时芯片内置24-bit ADC,信噪比高达95dB,为前馈与后馈麦克风提供了高精度信号采集能力。这种音频链路的整体优化,确保了从信号采集到处理再到输出的整个链路都维持着高保真度。
针对实际应用场景中的多样化需求,我们提供了灵活的芯片选型矩阵。对于需要混合降噪( Hybrid ANC)的高端机型,推荐采用AC8976A8芯片;对于需要前馈(FF)或后馈(FB)降噪的中端机型,AC8976A8、AC8973A8和AD6973A4提供了不同价位的选择;而对于需要降噪+ENC通话降噪的全面解决方案,AC8976A8同样能够满足要求。这种梯次化的芯片选型策略,使得我们的解决方案能够覆盖从入门级到旗舰级的全系列产品。
值得一提的是,杰理最新推出的JL7083F芯片进一步提升了性能基准,采用双核32位DSP架构,主频提升至192MHz,并集成浮点运算单元,支持多频段动态均衡算法,可实现13dBm的大功率射频输出,在典型三居室环境中实现跨楼层稳定传输。这种强大的无线传输能力,确保了降噪耳机在各种复杂环境下的连接稳定性。
2 降噪技术:混合ANC与ENC算法
2.1 混合馈降噪结构
杰理混合降噪解决方案采用前馈(FF)+后馈(FB)协同工作的混合架构,这种结构优势在于能同时捕捉耳道内部和外部的环境噪声,实现全向噪声抑制。方案支持最多四路ADC接口以供模拟麦克风使用,通过差分输入设计显著提升共模噪声抑制能力。在实际测试中,该方案可实现30dB以上的降噪深度,对公共交通、办公环境等中低频噪声场景有显著效果。
混合降噪的实现依赖于精密的滤波器设计,杰理芯片内置FF前馈20段滤波器,每段滤波器包含HighPass、LowPass、BandPass、HighShelf、LowShelf等多种类型,提供了极为精细的频响调节能力。这种灵活的滤波器架构使工程师能够针对特定噪声频率进行精准抑制,避免了对原始音频信号的干扰。
2.2 ENC通话降噪
在通话质量方面,我们的解决方案采用多麦克风协同降噪技术,杰理JL7016G支持三麦ENC通话降噪,并专门优化了风噪抑制算法。每个耳机内置2个环境噪声消除麦克风,灵敏度达-38dB ± 1dB,通过波束成形技术精准捕捉人声,同时抑制环境噪声。这在视频会议、户外通话等场景中表现尤为出色,显著提升语音清晰度。
自适应降噪算法是解决方案的另一大亮点,JL7083F芯片搭载的快速响应降噪算法可在8μs内完成噪声检测与处理,支持地铁、机场、街道等高噪音场景的深度降噪模式切换。这种快速自适应的特性使得用户在不同环境中穿梭时,无需手动调节即可获得始终如一的降噪体验。
2.3 通透模式与啸叫抑制
通透模式的实现是降噪耳机的重要功能,我们通过MUTE_EN+NOISE_EN通透训练使能结合通透FIR滤波调试技术,有效平衡降噪与环境声音感知。在实际调试过程中,工程师可通过手动拉陷波器的方式消除特定啸叫点,并使用轻量滤波器加NOTCH_1K等预设参数优化通透效果。
针对量产中的啸叫问题,我们提供了系统化的解决方案:通过开启通透训练、调试FIR滤波器、手动拉陷波器以消除啸叫点,并透过平均系数确保不同样机的一致性。这种严谨的调试流程显著提高了产品量产合格率,降低了售后服务成本。
3 无线连接:低延时与高稳定性
杰理混合降噪解决方案在无线连接性能方面实现了显著突破,JL7016G芯片支持蓝牙v5.3规范,从蓝牙基带设计端优化传输效率,使游戏模式下的延时降低至40毫秒,而在2.4G私有协议下,延时更是可达到15毫秒的极低水平。这种低延时特性对于游戏玩家和视频观看者来说体验提升尤为明显,彻底解决了音画不同步的痛点。
对于音频编码格式,解决方案全面支持LC3编解码器,杰理在编解码算法层面完全自研,已达到得心应手的成熟度。LC3编码相比传统的SBC编码,可在同等码率下提供更高音质,或在同等音质下降低传输码率,显著减少蓝牙传输中的音频损耗。同时,芯片也兼容SBC、AAC等传统编解码格式,确保与不同品牌手机的兼容性。
在多设备连接方面,JL7083F芯片支持蓝牙6.0与LE Audio双协议,提供990kbps高码率传输,并兼容LDAC/LHDC高清音频编解码标准。通过蓝牙 Multipoint技术,耳机可同时连接手机和笔记本电脑两台设备,当一方有来电时,音频会自动切换,大大提升了多设备用户的使用效率。实测表明,该方案在典型三居室环境中可实现跨楼层稳定传输,断连几率较上一代方案降低70%。
抗干扰能力是蓝牙耳机的一大挑战,我们的解决方案通过优化射频电路设计和天线布局,显著提升了无线连接的稳定性。特别是在DCDC转换器、电池线等可能产生电磁干扰的元件处理上,我们提出了严格的布局规范,要求MIC和相关音频线路必须远离这些干扰源,必要时进行双绞线处理,确保射频性能不受内部电路干扰。
4 智能交互:语音与个性化
现代降噪耳机的竞争力越来越多地体现在智能交互体验上。杰理JL7016G芯片在设计阶段就考虑了语音交互场景,支持自研或第三方的语音打断唤醒算法,提供离线语音和在线语音唤醒两种模式,用户可自主定义命令词和唤醒词,实现完全通过语音操控耳机的能力。这种功能在运动驾驶等不便手动操作的情景中极为实用。
通过配套的手机应用程序(如JLab App),用户可以进一步个性化自己的听觉体验。我们的解决方案提供丰富的自定义选项,包括:
智能化场景适应是解决方案的另一优势。耳机能够自动检测用户当前活动状态(如运动、静止、通话),并智能切换降噪模式和音效设置。例如,当检测到用户开始跑步时,自动增强低频响应并开启环境音模式,提升安全性;当进入安静环境时,自动调整降噪强度,避免过度降噪带来的耳压不适。
空间音频是提升听觉体验的新方向,JL7016G的双核CPU+大容量RAM为空间音频算法提供了充足的处理能力,支持创建沉浸式的音频体验。结合头部追踪技术,可实现固定于设备方向的音频效果,大幅提升观影和游戏时的临场感。这种音频创新正在成为高端耳机的差异化竞争点。
深圳市图扬科技有限公司
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