一 前言
最近比较忙，昨天更新了EQ 调试模块，今天就趁热打铁把ANC部分也写下。
主要说一些基于恒玄平台2500的ANC 环境搭配 软件设置 和 常见问题分析，个人见解，有不足之处，敬请锤教。
二 环境搭配 （此处引用BES 原厂ANC调试指南）
确保腔体的密闭性，前后腔部分需要用胶水密封，耳塞的尺寸要适宜人工耳佩戴。电声 测试使用粉噪或者 20Hz~20KHz 的扫频信号。准备好 ANC 调试开发板，正确连接耳机（注 意单端和差分的差异）测试场地为具有一定吸音效果的吸音房。
ANC mic频响曲线 逻辑示意图
实物测试
前馈耳机头：
MIC：
对于前馈耳机头的 mic 的选择，芯片对于硅麦（MEMS）和驻极体麦克风（ECM）都 是支持的，外围电路有差异，从调试的角度考虑硅麦和电容 mic 都可以，没有本质区别， ECM 在信噪比方面要优于 MEMS，但从生产的角度考虑，硅麦一致性更好。而前馈的降噪 的生产对一致性要求非常高。所以前馈的降噪方式推荐硅麦，尤其是入耳式的耳机，对降噪 量要求较高（典型 20dB 以上）。对于头戴式，由于被动降噪曲线，speaker 曲线随着人的佩 戴变化量较大，对降噪量要求不会太高（典型 10dB 左右），所以如果对电容 mic 频响稍加 控制，头戴式也可以用电容 mic。以下从幅度、相位、灵敏度、信噪比、隔离度来说明相关 要求。
① 幅度：要求降噪频段（典型 50Hz->3kHz）平滑即可，低频（100Hz 以内）不能衰减的 太多。 ② 相位：没有要求
③ 灵敏度：-38dB 以下，太高的灵敏度容易饱和。灵敏度在小于-38db 的前提下，越大越 好。
④ 信噪比：信噪比越高越好。（推荐 60dB 以上）。
⑤ 隔离度：跟 speaker 的隔离度越高越好。（这个还没有具体的数据，只是对比成熟的音 腔测试）。
⑥ 一致性：一致性要求较高，要求幅度差别 1dB 以内，相位差别 5 度以内，以保证 20dB 的降噪量。这里的幅度差别指的是趋势，频响曲线平行的幅度差别大的话没有问题，可 以用增益补偿回来。这里的指标指的是和 speaker 加起来的差别总和。如果降噪量要求 不那么高，可以适当放宽要求（如果降噪主要在 1K 之内，幅度波动要求只需在 1K 内 符合。如果降噪主要在 2K 之内，幅度波动要求则需在 2K 内）。
SPEAKER：
单前馈的耳机头，照着音质最好的频响曲线去做就行。主要是降噪频段的幅度 平滑就行。
① 幅度：要求降噪频段（典型 50Hz->3kHz）平滑即可，低频不能衰减的太多。 BES_ANC 参考指南 V1.3 2 / 10
② 相位：没有要求
③ 灵敏度：越高越好（降噪频段）。
④ 隔离度：跟 mic 的隔离度越高越好。
⑤ 一致性：一致性要求和 MIC 一样。
⑥ 被动降噪曲线：被动降噪曲线越平滑越好，（低频不宜降噪量过大）。另外就是佩戴起来 越稳定越好。也就是每次佩戴都差不多，而不是每次佩戴差别都很大。
反馈耳机头：
MIC：
由于反馈的方式的降噪量对 mic 的频响不太敏感。所有对 mic 的类型没有特殊要求。 幅度：低频不能衰减的太多；
① 相位：没有要求
② 灵敏度： 可以略高于前馈
③ 隔离度：和 sperker 隔离度越低越好，也就是 mic 和 speaker 的距离应该尽量靠近； SPEAKER：
反馈的耳机头，低频能量越多越好（100Hz 以内的）。一是有利于降噪量的增加； 二是反馈降噪会影响低频的音乐，如果低频能量较高，这样降噪后的音乐播放仍然具有较好 的低频，这样会降低 EQ 的补偿。
① 幅度：低频能量越大越好
② 相位：没有要求
③ 灵敏度：越高越好
④ 隔离度：和 mic 隔离度越低越好，也就是 mic 和 speaker 的距离应该尽量靠近。
ANC 调试主要分为以下几大步骤：
a、测试空场信号 不佩戴耳机的状态下直接测试粉噪（或扫频）的 MIC（仪器）回馈
b、测试被动曲线 在耳机不通电的情况下，将腔体佩戴在人工耳上，测试粉噪（或扫频） 的 MIC（仪器）回馈。
c、调试降噪性能 利用 ANC 调试工具，调整 ANC 参数，直至达到最佳。
d、佩戴验证效果 试听 ANC 效果的实际听感（注意是否有杂音、底噪、啸叫、高频反 升）
三 ANC工具配置连接和使用
a.有线调试
在此模式下，可以通过连接整机直接调试 ，无需烧录软件，跑的是ANC最小的bin文件。
如我调试2500IH使用的 “uart_1305_20201214_v0.bin”，在调试工具的cfg文件夹中，由原厂给出
工具配置调试方式为UART
"programmer_file_path": "D:\\software_development_tools\BES\ALL_IN_ONE_BES_Designer_Tool_v1.0.3\cfg\1305\\uart_1305_20201214_v0.bin", ”
影响工具在线调试和实际写入系数一致性，在如下的代码位置和工具，有几个影响因素：
代码Target.mk 文件下：
基础配置：
1）
export ANC_FF_ENABLED ?= 1
export ANC_FB_ENABLED ?= 1
分别表示前馈和反馈是否开启，根据项目来填写； 1=开启 0=关闭
2）
export AUD_SECTION_STRUCT_VERSION ?= 1
2000I系列，这里写1；
2300/2500系列，这里写2；
3）
export AUDIO_SECTION_SUPPT ?= 1
表示音频区读取，1=读取音频区；0=不读取音频区；
工具写入anc系数在固定音频区，因此这里需要写1；（非常重要）
4）
export AUDIO_ANC_FB_MC_HW ?= 1
TWS后馈使用这个 立体声耳机后馈使用 export AUDIO_ANC_FB_MC ?= 1
5)
AUDIO_RESAMPLE ?= 1
对于2000i 系列的芯片而言：
单前馈或单反馈的配置时，这里写1；
混合降噪配置时，这里写0；
AUDIO_RESAMPLE的值要和anc工具里面的AUDIO_RESAMPLE变量对应起来：
代码Tgt_hardware.h 文件中：
#define ANC_FF_MIC_CH_L AUD_CHANNEL_MAP_CH0
#define ANC_FF_MIC_CH_R AUD_CHANNEL_MAP_CH1
#define ANC_FB_MIC_CH_L AUD_CHANNEL_MAP_CH2
#define ANC_FB_MIC_CH_R AUD_CHANNEL_MAP_CH3
表示mic的通道配置，根据具体项目来填写channel；
硬件的通道MIC1,2,3,4,5 对应软件配置的CH0,1,2,3,4;
备注：这个通道配置要和anc工具中的配置一样，否则工具调试和实际运行会不一致；
上图是工具json文件中通道的配置；
注意：针对2300Y的mic5 作为通话mic
如果软件里面配置了mic5作为通话,那么工具里面也必须配置mic5作为通话
在ANC Designer(bes2300)_v2.0.19版本及以上版本中：
0表示：mic5不作为通话mic
1表示：mic5作为通话mic
如果软件配置了（或没配置）mic5为通话mic，而工具里面没有配置（或配置）mic5，则工具测试和写入测试不一致。Gain值相差1.1db
注意：mic5的这个问题，仅用于2300， 2000i 系列不需要这样处理
6）
Mic电压配置：
Mic 可以由vmic1和vmic2（2300可以提供vmic3和vmic4）提供，根据具体项目原理图来配置电压输出；
在代码tgt_hardware.h里面加一句定义
#define CFG_HW_AUD_INPUT_PATH_ANC_DEV (AUD_VMIC_MAP_VMIC1| AUD_VMIC_MAP_VMIC2)
如上：表示开启vmic1和vmic2，同理配置vmic3，vmic4
BES代码默认是仅开启vmic1，客户根据具体项目去配置vmic2,vmic3,vmic4；
BES ANC工具是默认将所有vmic都开启的；
注意：2000I 系列只有VMIC1和VMIC2， 2300系列才有VMIC3和VMIC4 !!!
7）
Flash大小配置：
各个系列的芯片flash大小有不同，因此工具中的flash大小配置要对应实际代码：
实际flash配置的大小可以从trace中看到：
开机的前几行log就有flash大小配置；如图是0x400000； 则表示flash配置32Mb
如果是0x100000，则是8Mb； 0x200000，则是16Mb；
或者在代码中搜索FLASH_SIZE 也可以看到定义的大小；
在工具中的json文件对应如下：
这个FLASH_SIZE 大小配置要和代码中大小一样；否则会将系数写入错误的flash区域；
附注：
多模式的选择：
Anc工具中支持多模式，在选框中有mod1, mod2，mod3，mod4的选择
同样，在代码中也可以支持多模式，
tgt_hardware.h中：
#define ANC_COEF_NUM (1)
1 表示mod1； 2 表示支持mod1和mod2双模式， 同理3,4表示3模式和4模式；
默认代码是1；
默认的调用逻辑是：按一下降噪按键，递增调用模式，
以双模式为例说明：开机以后，按一下降噪按键 调用mod1，再按一下 调用mod2， 再按一下 关闭。
b.无线调试tws 说明文档：
滤波器设计工具：ANC Designer(bes2300)_v2.0.18 版本及以上版本支持无线调试ANC
需要的设备：美格信提供的dongle，电源上电即可，驱动会自动安装
驱动成功安装后，在设备管理里面出现如上端口
工具里的json文件
Conmmunication: tcspp；
Spp_dev_name:待测耳机的蓝牙名称的部分关键字；
比如蓝牙名称为：BES2500_TWS
则Spp_dev_name可以写 ANC_TEST或TCSPP等
同时注意FLASH_SIZE, AUDIO_RESAMPLE等的配置正确
代码的更改：
Target.mk 文件下：
APP_ANC_TEST ?= 1
TEST_OVER_THE_AIR ?= 1
这两个宏写1；
然后在代码中：
根据项目配置FF 或FB（前文中有叙述，此处不做重复）
根据项目配置ANC MIC的通道（前文中有叙述，此处不做重复）
根据项目配置VMIC开启（前文中有叙述，此处不做重复）
配置AUDIO_SECTION（前文中有叙述，此处不做重复）
配置AUDIO_RESAMPLE（前文中有叙述，此处不做重复）
编译后，下载到耳机中
开启工具，选择SPP端口号，点击connect；此时待测耳机开机（按键开机或touch开机等），使其进入paring状态（各个客户用自己的UI进入paring状态），同时待测耳机要离dongle比较近，约30cm，正常情况下15s以内可以和dongle连接成功，工具状态显示success。到这一步后，可以正常调试滤波器了。
c.调试工具说明：
工具版本众多，UI 界面及配置会略有差异，以下界面以 2500 工具为例。
1．cfg 配置文件夹说明
productline_cfg.json | 文件中存放工具的相应配置 |
communication | 芯片与工具的通讯方式，分有”uart” 、”usb” 、”spp”和 ”tcspp” （BT_ANC 配置”uart”，USB_ANC 配置”usb”，FWS 耳机无线连接配置”spp”，FWS 耳机通过第三方 dongle 做无线透传连接配置”tcspp”） |
flash_size | 芯片的 flash 大小，分有”8Mb”和”32Mb”（根据芯片 flash 大小而动, 默认为 8Mb，烧录数据的地址以此做参考） |
vCodec | Codec 的供电电压，分有”1_6V”和”1_8V”和”2_5V”，（BT_ANC 常用 1_6V 或 1_8V，USB_ANC 使用 2_5V。如果用 1.6v，则 vana 必须要和 vcodec 在电路上连接起来，如果用 2.5v，则 vana 必须和 vcodec 在电路上断开连接，2000i 默认使用 1_6V，2300 默认使用 1_95V） |
aud_channel_cfg | 麦克风的通道位置，对应有左前、右前、左后、右后（物理通道 1/2/3/4/5 分别对应代表软件通道 0/1/2/3/4，通道配置错误可能无声）。 |
coef_length 代表滤波器长度，默认无需改动
Diff 喇叭差分输出为 true，喇叭单端输出为 false，依据实际电路原理来定
Audio_resample 代表重采样的开关，分别对应”true”和”false”（BT_ANC 需开重采样， USB_ANC 关闭重采样，和软件中的 audio resample 宏配置对应，软件如果打开 resample，则写 true，否则写 false）
Feedback 代表反馈通路的开关，分别对应”true”和”false”（纯前馈 ANC 需关闭此项）
Feedforward 代表前馈通路的开关，分别对应”true”和”false”
2．coef 文件夹 coef 文件下存放 ANC 相应的滤波器数据，最多可支持 4 个模式，每个模式下分有 44.1K、 48K、50.7K 采样率（采样率的选择与 AUDIO_RESAMPLE 存在关联）。确定好最终滤波器数据后，需要将此 coef 文件夹拷贝到产线 ANC 校准工具下覆盖原有的 coef 文件夹。注：工具每次重新启动都会将滤波器数据清空
3．ANC 调试工具界面介绍
界面左边为功能区和数据区，右边黑底为图形区，其中右上半部分为增益—频率图，右下部分为相位—频率图。
功能区按钮解释：
Anc switch off 勾选则关闭当前 ANC 效果，不勾则开启 ANC 效果
Anc Mode ANC 调试模式，最大支持 4 个模式，从 mode1 开始
Dump 将芯片内部 flash 区 ANC 数据回读，数据可在后端控制台查看
Burn 将调试数据烧录到芯片内部 flash 指定分区（掉电不丢失）
Preview 单击则执行一次 ANC 数据在线调试，每改动一次界面数据需单击一次此按钮方有效（数据掉电丢失）
Connect 执行连接命令
Check ports 选择当前设备端口
Save 保存界面数据到文件（不可出现中文路径和特殊字符）
Load 导入界面数据文件（不可出现中文路径和特殊字符）
ANC 数据区按钮解释：
Get config data from ff-right 将 ANC 数据从右拷贝到左（或从左到右）
ANC OFF 勾选则关闭当前侧 ANC 效果
TotalGain 总增益（-6~6）
Reverse 勾选则喇叭极性取反
IIR_by_pass 勾选则关闭 IIR 数据效果
DAC_Gain DAC 增益，默认为 0
ADC_Gain ADC 增益（0/6/12/18/24，0/6 为负增益，18/24 为正增益），此处 2300 芯片与 2000i 芯片有所不同
4．滤波器使用介绍
ANC 调试目前使用的是无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器，目前提供有
Peak/Notch、LowShelf、HighShelf、LowPass、HighPass 滤波器，滤波器原理不一阐述。
ANC 调试：
① 单前馈：
第一步：先确定整体的大致增益，调整 Reference_Gain（该值通常为负值），调整过程中，电声测试仪测试到的曲线会整体下移，低频段最低则为当前最佳值。
第二步：添加滤波器，滤波器遵循分频段调试，首先调制低频（~200Hz），通常在低频频点
20Hz 左右加入 LowShelf 类型，Gain 值为正值，Q 值小于 1 的滤波器。
第三步：抑制高频（1000Hz~）反升，在相应频点附近加入 Gain 值为负值，Q 值在 1 左右的 HighShelf 滤波器，用于抑制高频部分的整体反升。如果只有高频区间小部分反升，则考虑使用 Gain 值为负值的 Peak 滤波器。
第四步：在处理了低频和高频之后，中频部分降噪量会有所损失，在相应位置加入 Peak/Notch 滤波器，Gain 值不宜过大，正负视具体而定。
第五步：由于滤波器中引入了增益，之前的 Reference_Gain 值不一定为最佳，此时需要对
Reference_Gain 进行微调，以达到最佳。下图为某款已上市入耳式耳机的调试降噪曲线图。
- 单反馈：反馈系统因 MIC 离喇叭位置较近，极易产生声音回路引起啸叫。
第一步：在高频位置加入值为负的 HighShelf 滤波器或者值为负的 Peak 滤波器用于抑制高频的反升。
第二步：调整反馈 Reference_Gain 值，增益过大会引起啸叫。
第三步：在低频位置 100Hz 附近加入正值 Peak 滤波器，Gain 不宜过大。
- 混合式混合式降噪系统的处理实际上为单前馈和单反馈的结合，要注意的是，混合式降噪系统中要注意反馈的抑制量，过大仍然会引起啸叫。
关于降噪量：降噪效果的主要表现在两个方面，一是最大降噪深度，即主动降噪所能达到的最大降噪量，前馈入耳式耳机通常为 25db 左右，混合入耳式耳机通常为 35db 左右，最大降噪深度一般体现在 100-200Hz 这个频段；二是降噪宽度，通常指的是主动降噪跟被动降噪在曲线上的交叉频点，一般情况下为 1000-2000Hz 附近。下图为 BOSE QC20 耳机头搭载 BES2300 系列芯片的混合降噪效果与 QC20 的对比曲线。
四 常见问题分析解决
1. UART工具连接不上的问题
确定上面介绍的配置设定是没有问题的
如果你电脑是第一次使用，可能是缺少驱动 库 需要安装“libusb-win32-devel-filter-1.2.6.0.exe”
微云链接：文件分享
.TWS耳机 SPP方式连接 ：
a.首先需要进入配对模式，一般来说ANC 都是单个调试的
可以在SDK apps.cpp app_init 上修改源代码：
app_ibrt_ui_event_entry(IBRT_FREEMAN_PAIRING_EVENT);
b. 可能美格信 工具的SPP channel 配置不对 恒玄代码中使用的RF channel 是12
连接之前使用串口指令修改 美格信 donggle SPP channel
修改指令 ：SPP_CH_SET=12
2.ANC降噪开启时，会对音乐的音质有所影响。
需要通过添加EQ进行声音补偿，默认的代码中只有正常模式的EQ参数，而且增益全0，那如何添加ANC开启的EQ参数呢？
1）添加ANC模式的EQ数组：
2) ANC EQ 参数的使用和更新
3. BES ANC /TT 也有产线校准机制 ，如果 AUDIO_SECTION 有数据 ，在上电开机会导入烧录的数据，并且覆盖代码默认的ANC 参数 。
3.1 默认代码ANC 参数类型修改：
tgthardware.c
如 我在项目中修改的 ：
ANC 参数生效需要参数导入修改滤波器，BES 实现函数如下：“app_anc_switch_coef”
3.2 SPP ANC 产线校准后参数生效原理：
3.2.1 AUDIO_SECTION 数据导入：
根据芯片不同 分配的Flash起始地址也有差异，默认分配大小为64K （0x10000）. 在上电开机初始化会有打印
如1305(2500IU/IZ/IH) 系类起始地址为：
1501系类(2500ZP/2500Z/2500YP/2600YP)如下：
这个数据区域可以是SPP 工具校验写入：（代码中的函数接口在aud_section.c中）
int audio_section_store_cfg(uint32_t device, uint8_t *cfg, uint32_t len)
数据的搽除是无法在OTA升级的时候搽除的，如果想要搽除 ，可以通过烧录工具或者自行编写一段代码：
对于整机或者不支持 单线升级接口的耳机 可以如下修改代码 ：
extern uint32_t __aud_start[] ;
void app_eaebud_auido_section_clear(void){
enum HAL_NORFLASH_RET_T flash_opt_res;
uint32_t flag = int_lock();
flash_opt_res = hal_norflash_erase(HAL_FLASH_ID_0, (uint32_t)__aud_start ,AUD_SECTION_SIZE);
int_unlock(flag);
if (flash_opt_res){
TRACE(2,"[%s] ERROR: erase flash res = %d", __func__, flash_opt_res);
}
else{
TRACE(1,"[%s] : erase audio flash successfully", __func__);
}
} 重启后AUDIO_SECTION数据就会被清空
3.2.3 ANC fade in/out
默认代码是没有开启ANC fade in /out 功能的，需要在app_anc.c中 注释掉“ANC_MODE_SWITCH_WITHOUT_FADE” anc淡入淡出使用函数接口如下：
3.2.4. ANC 相关软件设置不当导致的noise
a. 重采样问题 ：anc系数加载由44.1k采样率转换到48k采样率（或48k转44.1k），系数切换有轻微pop，解决方案是系数 不切换 (详细修改见下4 代码附)
b. fade in/out 设置问题，需要使用低优先级任务的线程处理fadein out，这样来保证fadein过程不会有杂音出现
3.2.5. ANC ON的底噪
a. 一般由滤波器参数产生的底噪是由fb参数设计带入的，fb 滤波器peak点越靠近高频，底噪越大，因此最好是在200hz内 做peak，300hz后peak的增益不要太大，5db内即可
b. 选取snr高的mic 有利于底噪
4.BES 开启ANC后，播放音乐时切换播放提示音带有POP音
BES开启ANC后，我们在听音乐过程中，进行暂停/上下曲等UI操作伴有提示音时，就会发现有pop音带出。这是因为在codec_int_stream_setup里ANC模块同步变更采样率导致。
通常的解决方式就是 在可以在这里加个判断，如果播放的stream为media ，ANC的采样率不做变更。
// Always config sample rate, for the pll setting might have been changed by the other stream
CODEC_TRACE(2,"[sample_rate]old=%d new=%d", codec_int_cfg.stream_cfg[stream].codec_cfg.sample_rate, cfg->sample_rate);
if (codec_int_cfg.user_map & CODEC_USER_ANC) {
// Check ANC sample rate
if (stream != AUD_STREAM_PLAYBACK){ // add here for Solve POP sound caused by sampling rate conversion.
if (codec_anc_handler) {
enum AUD_SAMPRATE_T cfg_rate;
enum AUD_SAMPRATE_T old_rate;
cfg_rate = hal_codec_anc_convert_rate(cfg->sample_rate);
if (cfg_rate != codec_anc_samp_rate) {
old_rate = codec_anc_samp_rate;
codec_anc_handler(stream, cfg_rate, NULL, NULL);
codec_anc_samp_rate = cfg_rate;
TRACE(5,"%s: ANC sample rate changes from %u to %u due to stream=%d
samp_rate=%u",__func__, old_rate, codec_anc_samp_rate, stream,
cfg->sample_rate);
}
}
}
}ANC 这一块的我所了解的大概就这么多了 ，后续再更新IBRT对耳通讯 ENC调试 等章节
