声学技术与智能控制实验室

团队具有高性能声学器件设计与分析能力，特别擅长喇叭、耳机、膜片以及复杂声学结构的声学仿真、验证与理论分析。服务的客户包括电声器件行业一线企业。liubilong@qut.edu.cn

    控制器参数调教是有源降噪耳机产品研发过程中的重要环节之一。在前期研究基础上，实验室开发了有源降噪耳机控制器设计工具，可根据耳机的实际频响，对控制器参数进行寻优，实现最佳的降噪效果。
    软件界面如下图所示，包括前馈控制器设计、反馈控制器设计和音乐补偿器设计三个部分，涵盖了有源降噪耳机的各个模块。软件以实际耳机的声学测试频响为输入，以控制器的优化参数为输出。输出的控制器参数可以具有多种形式，且已与ADI、BES等芯片相匹配，将该参数输入相应芯片后，即可测试实际的降噪效果。另外，输出的控制器参数形式可根据需要进行调整，以与具体的芯片相匹配。借助上述软件，配合实验室开发的有源噪声控制器，可快速实现有源降噪耳机的调校和测试，以验证其声学设计的合理性，并为实际PCBA的设计和实现提供参考。
    另外，实验室针对有源降噪耳机也可提供控制器设计服务。针对特定的耳机样品或声学频响测试曲线，探索其最优的有源降噪效果，给出相应的改进建议，并提供相应的控制器设计方案。

    控制器是ANC技术的核心部分，其延迟特性和运算能力往往决定了系统的降噪效果。实验室自主研发的ANC控制器如图所示。
    ANC控制器使用TI公司的TMS320C6747芯片为核心处理器，具有强大的计算能力，尤其适合声信号的处理。另外，使用2片ADI公司的ADAU1772芯片作为codec，完成模数、数模转换。ADAU1772是一款专门为降噪耳机设计的codec芯片，具有4路输入和2路输出，内部具有简单的可编程能力，最低采样率8kHz，最高采样率可达192kHz。由于专门为有源降噪耳机设计，该芯片的模数、数模转换的延迟经过专门的优化设计，能够满足通风管路ANC系统的延迟要求。两片ADAU1772的I2S接口连接至C6747的McBSP接口，完成数据的传输；同时，每片ADAU1772均设置一EEPROM芯片，用于上电程序的加载，其对应接口同时连接至C6747的I2C接口，可以利用C6747实时控制ADAU1772的工作状态。C6747的SPI接口设置有FLASH芯片，用于存储程序和数据。控制器上设置有C6747的UART接口，用于与外部通信。
该ANC控制器的详细参数如下：