在這些應用中，要降低或濾除環境雜訊，提升語音通訊效果，可以採用不同的方法，如專門雜訊抑制麥克風、類比電路雜訊抑制或數位電路雜訊抑制等(見表1)。這些方法各有其特點，相比較而言，採用數位電路雜訊抑制的方法靈活，聲學設計複雜度較低，且雜訊抑制效果優越。當然，可攜式裝置設計人員除了要提供良好的雜訊抑制效果，還面臨著多種設計約束及挑戰，如尺寸、能耗、物理聲學設計、音訊保真度及成本等。

先進的雙麥克風即時適應性雜訊消減技術

安森美半導體最新推出了以數位電路雜訊抑制技術為基礎的BelaSigna R261高性能語音捕獲系統單晶片(SoC)。此元件採用先進的雙麥克風雜訊消減技術，能夠幫助設計提供優異的雜訊消減效果。這種先進的訊號處理技術接受兩個麥克風的訊號，能夠區分不同類型的訊號，提取有效的語音資訊並抑制環境雜訊，從而提升語音辨識度。

BelaSigna R261在其整合的ROM記憶體中內置了語音提取算法。這種算法利用一個或多個感測器來提取波形傳播訊號，而不需要預先知道聲源或感測器位置。這種方案利用全域優化準則，同時工作在頻域、時域和空域，對聲源的數量及感測器的數量沒有限制，與訊號雜訊比(SNR)無關，即在低SNR和高SNR環境下能夠同樣最優地工作，非常適合於需要從不同雜訊域中提取有用語音訊號的手機和可攜式電腦等應用。

這種適應性雜訊抑制算法提供25 dB的雜訊抑制能力，能夠即時地分離需要的語音與環境雜訊，適合於各種語音源和各種位置下的語音，同時能夠保證音質自然(其它方案處理後聲音不自然、不飽滿)，可以有效配合各種品質的麥克風工作。

BelaSigna R261關鍵特性解析

BelaSigna R261是一款高性能的語音捕獲SoC，整合了數位訊號處理器(DSP)、穩壓器、鎖相環(PLL)、電平轉換器及ROM記憶體，如此高的整合度與其它方案相比，能夠降低物料單(BOM)。如圖2所示，此元件支援雙麥克風直接輸入，雜訊消減算法內置於整合的ROM記憶體中，基於DSP結構的應用控制器提供高性能及超低能耗，提供雙通道類比輸出，並支援數位麥克風輸出。此外，內置的電源管理模組支援1.8 V至3.3 V的供電電壓，內置的片上PLL提供多種頻率選擇，還提供I2C介面。

特別值得一提的是，BelaSigna R261採用的雙麥克風即時適應性雜訊消減算法提供兩種基本的算法模式，分別是遠距離拾音模式(算法模式0)和近距離拾音模式(算法模式1)。算法模式0針對遠距離拾音而最佳化，可以拾取多達6米遠的語音，同時抑制雜訊，並支持360度全方位拾音，適合於筆記型電腦、免提電話/會議或手機免提通話模式。在此種模式下，即使使用者沒有對準麥克風，甚至是遠離麥克風，都能提供極佳的語音清晰度，從而增強使用者使用的自由度。算法模式1針對近距離拾音而最佳化，此時使用者離麥克風極近(距離小於5公釐)，即在近距離內拾取語音，有效抑制各種環境雜訊，適用於手機、學習機、對講機等在強雜訊環境中工作的設備。

除了這兩種基本算法模式，BelaSigna R261還提供訂製算法模式，幫助製造商滿足特定應用需求。此種算法模式支援特殊配置，並能夠通過外部EEPROM或I2C控制介面載入新的算法參數來調整。算法效果能夠根據特定應用、麥克風類型、位置及其它系統參數來最佳化。

如上所述，BelaSigna R261提供高整合度，內置適應性雜訊消減算法，能夠直接連接至數位麥克風介面或主晶片(基頻處理器)的麥克風輸入端。故除了支援多種拾音模式，此元件的另一項重要優勢就是便於整合到設計之中，可將設計入選(design-in)所須的時間和工程工作減至最少，因為設計團隊不須開發或獲取算法，也不須設計複雜的支援及介面電路。

此元件也使關注成本的原設備製造商(OEM)能夠在設計中採用便宜的兩個(不一定匹配的)全向麥克風，令麥克風的佈設更靈活，且生產線上不須調試麥克風，進一步節省時間及成本。此SoC採用極緊湊的5.3 mm2 WLCSP封裝(包括26球和30球兩種版本)，佔用的電路板空間比其它可選方案小得多，即使空間最受限的可攜式消費電子產品外形因數也用得上。此外，此元件在3.3 V電壓時的電流消耗為15 mA，能耗極低。

BelaSigna R261應用設計要點

由於BelaSigna R261基於ROM的雜訊消減算法非常靈活，麥克風佈局(物理聲學設計)就存在多種可能的選擇，但預設算法只有麥克風以下述方式佈局時才能最優工作：1)兩個麥克風面向使用者的嘴部；2)兩個麥克風的中間點位於距離各個麥克風10至25 mm範圍內。當然，使用訂製模式時也能使用其它麥克風佈局配置。

在電路設計方面，BelaSigna R261的設計針對的是在單個系統中同時支援數位及類比處理。由於這種混合訊號電路屬性，要維持高音訊保真度，審慎設計印製電路板(PCB)佈線就至關重要。為了避免耦合雜訊進入音訊訊號路徑，要使數位訊號走線(trace)遠離類比訊號走線。為了避免電氣回饋耦合，還需要將輸入走線與輸出走線隔離。

在接地設計方面，接地層應該分為兩部分，分別是類比接地層(VSSA)和數位接地層(VSSD)。這兩個接地層應當通過單個點(即星形連接點)連接在一起。星形連接點應當位於電源穩壓器輸出端電容的接地端。當然，這些只是設計人員在應用BelaSigna R261設計時需要注意的部分問題。

總結：

可攜式裝置音訊系統設計人員需要易於整合到其系統中的高性能語音捕獲方案，同時滿足其對尺寸、能耗及成本等方面的要求。安森美半導體身為應用於高能效電子產品的首要高性能矽方案供應商，以BelaSigna R261高性能語音捕獲SoC為設計人員提供簡便的選擇。此元件具備高整合度，內置先進的適應性雜訊消減算法，支援多種語音拾取模式，使智慧手機、對講機、筆記本及平板電腦等應用都能夠提供清晰舒適的語音通訊，具有極高的設計靈活度，同時尺寸小、能耗低，便於選用低成本的麥克風，使各類可攜式消費電子產品製造商都能大幅提升語音辨識度及客戶滿意度，並加快產品上市進程。

- 新聞稿有效日期，至2011/05/14為止

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