上行骨传导技术概念及测试解决方案

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主动降噪和通话降噪是不一样的降噪技术，主动降噪是起到把环境噪声最大程度地抵消，让使用耳机的人享受安静的环境；而通话降噪则是另一个方向的应用，它可以让使用通话降噪耳机的人在嘈杂的马路边打电话，或者在飞驰的摩托车，在开着音乐，或开了车窗的汽车行驶中的汽车里打电话，电话另一边的人也能清楚地听到你的讲话内容，噪声基本传不过去。简单说，主动降噪，就是使用耳机的人爽，而通话降噪，就是电话另一头的人爽。

通话降噪，主要技术有3个：

1， Beamforming 指向增强技术

2， 自适应滤波技术

3， 上行骨传导技术

这3项技术，其实并不是新的技术，我们手机，基本都有2颗麦（一个在充电口旁边，另一个在相机旁边），默默地在帮助我们进行通话降噪好多年（所以，有时用耳机打电话怕讲不清楚时，我们习惯关掉耳机，直接用手机，就主要是这个原因）；上行骨传导技术本质是通过采集脸或声带的振动信号，进行通话内容的传输，因为环境噪声传导介质是空气，而直接用加速度传感器采你脸上或声带的振动，则可以隔离环境噪声，这项技术在军事上应用十分广泛，在坦克里打电话，直升飞机上打电话，就都有用此项技术。

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现在，TWS耳机的形态，加速了这3项技术在耳机上的应用。TWS耳机的高耳夫球杆的形态，让双麦的距离能布置得更远，提升了beamforming的算法效果；TWS 半入耳的形态，让耳软骨的振动能更高效地传递给加速度传感器，上行骨传导能得到更高信噪比的信号；同时，蓝牙芯片计算能力与功耗的优化，使得这些算法能更好地跑在TWS芯片里。

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今天我们来讨论的上行骨传导技术。

同时，我们也希望这个文章，能帮大家避免设备的重复投资。因为通话降噪，接下来一定会成为中高端TWS耳机的标配，耳机工厂需要敏感地把握住这个趋势，在测试设备的投资上进行比较谨慎地选择，需要选择那种可以升级后进行通话降噪测试的系统，不然，到时就可能得再花不绯的价格升级现有蓝牙音频测试系统，或购买新的支持通话降噪测试系统。而实际上，只要规划得好，常规蓝牙声学与通话降噪，是可以在一个站上完成的，我们系统就支持这样做。

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1、上行骨传导技术的概述

首先我们先来了解一下骨传导，骨传导可以分成上行/下行骨传导通话技术。

• 上行骨导，是通过采集脸部振动，提高通话质量设计，为的是让对方能听清楚；
• 下行骨导，是将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听觉中枢来传递声波（定义摘自百度百科《骨传导耳机》），是为让自己能听得更清楚。
  
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我们本编文章讨论的是上行骨导。

我们在通话的过程中，自身说话得声音才是我们真正要传递得有效信号，但除此之外周围还有机器设备、风噪、周围人群等产生的各种噪声，我们可以称为噪声信号。

上行骨传导技术本质是通过在耳机内置入加速度传感器芯片，采集脸颊的振动信号，将有效信号作为通话内容进行传输。环境噪声的传导（气导）靠的是麦克风，所以不会被加速度传感器采集到，这样可以实现气导噪音过滤的效果。

我们讲话时，除了脸部振动以外，鼻梁的振动也比较强，所以，这项技术不只是运用在耳机领域，也可以运用在VR或AR智能穿戴设备上，提高通话效果。

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2、美格信完整骨声纹的测试系统

从上行骨传导通话技术的测试上可以分成三个部分：IQC芯片来料测试、半成品骨声纹测试、成品骨声纹测试，以上这三种测试我们美格信的系统都是无缝支持兼容的。

2.1、IQC芯片来料测试

IQC芯片来料测试是非常重要的，对原料的控制、原料质量的检测是在生产前的第一个控制品质的关卡，如果将不良品流到制程中，轻则拆机更换部件，重则直接报废，这会造成巨大的经济损失。
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IQC芯片来料可以从信号类型上分成了数字格式麦与常规模拟硅麦，下面我们从架构图去分析其中的测量原理。

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第一种：IQC来料数字芯片麦测试系统架构图的分析介绍，通过PC软件AudioExpert让音频采集卡推出一个扫频信号至激振器SK 505使其振动，IQC芯片来料与定制治具针脚对应后与U 903通讯并将接收的振动信号以数字TDM格式解调至U 924后传输至PC软件AudioExpert进行分析。

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第二种：IQC芯片来料模拟硅麦测试系统架构图分析介绍，通过PC软件AudioExpert从音频采集卡推出一个扫频信号至激振器SK 505使其振动，将定制治具针脚对应的四个点引出接至U922，半成品骨声纹麦将信号通过U922传输回音频采集卡，再通过PC软件AudioExpert进行分析。

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2.2、半成品骨声纹测试

在将加速度传感器贴片的时候，可能因为人为的操作导致虚焊或者假焊从而导致接触不良，时通时断，所以对于半成品骨声纹测试也是非常重要的。

半成品的骨声纹测试与IQC来料测试一样从信号类型上分成了数字格式麦与常规模拟硅麦。

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第一种：形态的半成品骨声纹数字格式麦测试系统架构图，因为都是通过I2C通讯跟数据TDM格式数据解调，所以整体的测试逻辑可参考IQC来料数字芯片麦测试的逻辑。


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/ n& L/ y2 j1 N; ?" m- t* [! P第二种：形态的半成品骨声纹模拟硅麦测试系统架构图，整体的测试逻辑可参考IQC来料测试模拟硅麦的逻辑。

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2.3、成品骨声纹测试

经过了来料与贴片半成品的测试之后，就到了耳机点胶、组装的部分，在这里往往可能会因为传感器的位置在组转的时候与设计的位置有偏差，或者需要打胶的地方打多或少，都会成为影响加速度传感器工作的因素，所以需要在组装完之后做成品整机测试。

下面进行成品骨声纹耳机测试系统架构图的分析介绍，成品的骨声纹耳机都通过无线传输的方式进行测试，通过PC软件AudioExpert从音频采集卡推出一个扫频信号至激振器SK 505使其振动，耳机内部加速度传感器接收到振动信号且内部处理之后通过SPP/HFP协议经过蓝牙适配器传输回PC软件AudioExpert进行分析。

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' m& M0 s/ }4 n! l" S: s" C有一点需要注意，在成品骨声纹耳机中，骨声纹传感器与其他的正常麦克风经常会一起存在。所以还需要配备其他能够测试正常麦克风的硬件，例如：SB 05音箱、AM 581人工嘴等。

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核心系统部件：
SK 505激振器+ACC 181加速度记
PM 6143，4in，4out Shuttle采集卡
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AudioExpert音频测试平台

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