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NS LMV1088远场噪声抑制芯片应对日益增加的环境噪声抑制需求

作者:EDN China?? 2008年04月15日 ?? 收藏0

  当你在车上和客户通过手机沟通,而发动机的轰鸣声似乎总在喧宾夺主。当你在繁华的购物街和朋友通过手机短谈,嘈杂的人声却趁虚而入。当你用对讲机向队友报告方位,耳边呼啸的风声往往先到一步。在这些时候,你需要的就是环境噪声抑制技术!

  手机用户数量的空前增长,以及使用场合的急剧扩展,使得环境噪声抑制技术成为迫切需求。与此同时,用户对于通话质量的要求也越来越高,在抑制噪声的同时,引起语音失真也是不能被接受的。

  现状:多种技术并存,效果仍不理想

  由于缺乏对环境噪声进行抑制的有效方法,目前主流的技术都是使用对音频信号处理的DSP芯片,对声音进行数字分析,然后提取语音,抛弃噪音。这种技术目前有两种主要的方式。

  方式一:基于ALE(Adaptive Line Enhancer—自适应线性增强器)的语音提取技术

  这一技术的原理,是根据语音所固有的准周期性特征,对音频型号进行数字解码,从中提取出符合语音信号特征的分量并加以强化,而不符合语音特征的信号进行衰减,然后输出。

  使用这一技术,通常需要采用前置放大器对来自话筒的声音进行放大,然后使用A/D转换器转化为数字信号,再经由DSP芯片处理,处理的结果通过D/A转换器重现为模拟信号。

  这种方式的优点,是仅需一个话筒,流程和结构较为简单。

  而缺点在于,使用了多个芯片,总体功耗比较大;仅能处理语音,无法有效传递其他音频信号,用途相对狭窄;由于采用的算法不能完美的提取语音,因此失真较大,音质不好。

  方式二:使用专用的阵列式话筒,配合DSP进行处理

  这一技术的原理,是借助阵列式话筒对于声音信号的方向选择性。阵列式话筒通常内置两个全向话筒,它只对来自某个或者某些方向的声音信号敏感,这样通过话筒就可以极大消除来自非预期方向的噪声。

  话筒输出的信号,同样通过A/D转换器后,传输给DSP进行处理,最终结果同样通过D/A转化器输出。

  这种方式的优点在于,通过话筒自身对于非预期方向的信号过滤,极大减少了环境噪声进入设备的机会,而后续的DSP处理,还可融合ALE技术,从而达到更有效的处理。

  缺点也非常明显,阵列式话筒通常体积比较大,这使得产品设计和布局的难度极大增加了,话筒本身价格也更加昂贵;同时也具有方式一的功耗大,失真大的缺点。

  突破:远场噪声抑制技术

  远场噪声抑制技术,和阵列式话筒类似,也是使用两个话筒,这两个话筒分别放置,接收到的信号因距离不同而产生幅度和相位的差异。这一差异可以用来实现对远近场声音的鉴别和选择性过滤。由于这种方式直接对声源的距离进行了甄别,所以理论上可以用来处理任何种类的音频信号,而不仅仅是语音。

  和阵列式话筒不同,这两只话筒的摆放位置非常自由,而且可以使用廉价的通用话筒,而不必购买昂贵的专用产品。

  NS把这一技术完美的应用在了这款最新发布的,型号为 LMV1088 的芯片中。

  不仅如此,NS还在芯片中内置了自动校准模块,无论话筒如何布局,都可以简单的将电路校准为正确的工作状态。配合I2C接口,使得器件的应用更加得心应手。

  在LMV1088的内部集成了模拟处理器(Analog Noise Cancelling processor) ,用来取代DSP芯片进行信号分析!它内部包含了对远近场声音的分解,过滤等复杂的功能,是一台实实在在的模拟音频信号处理器。

  由于DSP的内部程序运行会引起信号延迟,NS采用了连续时间模拟信号处理技术使信号处理速度更为快捷,达到了实时的要求,而且结构上更加紧凑,稳定性大大提高。

  LMV1088的典型工作电流只有1mA,这还不到DSP方案的十分之一。在低功耗设计日渐盛行的今天,这个芯片的超低功耗对产品设计师而言无疑是一个福音。

  LMV1088单价为9.95美元,比同类应用中使用的DSP芯片贵一些。但是在A/D以及D/A转换器的成本被完全消除的情况下,LMV1088的仍然具有极富竞争力的性价比。


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