音频降噪IC单端系统无需预编码即可实现25dB降噪

SSM2000*是一款音频双通道降噪IC，通过可变滤波和向下扩展的组合以及独特的自适应噪声阈值检测器来降低噪声。无需对节目材料进行预编码，这种技术组合可在各种节目源上产生高达 25dB 的整体降噪效果：AM 和 FM 收音机、开卷和盒式磁带、LP、CD、杜比 B 编码节目、广播演播室-发射机链路和电话线以及其他音频源，无需任何额外的手动调整。SSM2000中实施的HUSH降噪系统已被证明可以大幅降低噪音，同时保持PC多媒体、对讲系统、电话会议系统、移动通信、汽车音频、家庭音响和电视以及其他消费类和专业音频应用的保真度和透明度。

模拟降噪系统必须能够区分“嘶嘶声”或白噪声与源材料，然后衰减噪声。一种噪声抑制方法假设低于预选幅度的所有信号电平都是噪声，然后通过压控放大器（VCA）衰减该噪声。这种降噪方法的流行变体是在杜比B盒式磁带系统中发现的。这种双端（编码-解码）方法通过在记录侧集成高通压缩器和在播放过程中集成高通扩展器，使信噪比提高约9至10dB。

另一种技术通过测量音频信号的频率成分，然后过滤高于最高音频频率的所有噪声来检测和抑制噪声。该方法利用压控滤波器（VCF），是单端DNR中工作的关键™系统，实现约10dB的噪声抑制;性能受到固定噪声阈值的限制，该阈值对非常嘈杂的材料可能无效，并且会干扰无噪声信号的信号内容。

HUSH单端系统（图1）集成了两种方法的各个方面，无需预编码即可实现高达25dB的噪声抑制。

图1

SSM2000能够抑制噪声的主要关键在于其识别本底噪声的能力，无论是录音带的低电平嘶嘶声，还是干扰汽车收音机中弱站接收的高电平噪声。这是在获得专利的噪声阈值检测器中实现的，该检测器的工作原理是几乎所有程序材料都包含间隙，在此期间存在的唯一能量（特别是在3 kHz至8 kHz区域的频率下）是噪声。负峰值跟随器在给定时间找到这些间隔中的最低值，随后导致该阈值附近输入电平的VCA增益大幅降低（向下扩展）。阈值不断更新，以适应输入的特性。

另一个原理是，最高音频信号幅度通常出现在低频（100Hz至1kHz）处，并随着频率的增加呈指数级减小。这使得信号电平可以保持远高于本底噪声的宽带宽，但对于接近本底噪声的输入电平，可以显著降低带宽，抑制大部分噪声，只要增益和带宽的变化不过快，对信号接收几乎没有影响。事实上，SSM2000对从低噪声水平到正常噪声水平的突然转换反应良好。

杜比和 DNR®™需要仔细控制的输入线路电平才能达到额定性能。这是因为假设本底噪声幅度不会发生实质性变化。实际上，本底噪声通常会随着不同类型的音频输入而变化，这是设备、记录媒体、接收器信号强度和环境的函数。如上所述，SSM2000中获得专利的自适应噪声阈值检测器可感知这些变化，并将调整VCA和VCF操作，以实现最佳的降噪性能。

在芯片内，通过SSM2000的左右音频路径都是差分的。这利用了差分VCF、VCA和输出放大器输入的固有共模抑制能力，大大降低了控制馈通和失真。SSM2000支持其他功能。例如，提供TTL电平控制的MUTE，以实现完全衰减。此外，DEFEAT引脚允许对HUSH降噪进行简单的开关比较。还提供一个外部VCA控制端口用于增益控制;通过简单的外部电路，它可以利用不同SSM2000引脚提供的幅度和频率信息，提供有价值的功能，如自动音量调节、压缩和道路噪声补偿。SSM2000可以接受各种音频线路电平，但也可以使用外部电路（前电路或后电路）进行控制。

审核编辑：郭婷