創新科技消除噪音/保護聽覺效果顯著
圖：「噪音消除晶片」的內部構造
香港人煙稠密，噪音可說是無處不在，如飛機、巴士、汽車所發出的引擎聲，或是地盤打樁的聲音，經常令人感到煩擾。針對此問題，香港應用科技研究院與本地一家模擬集成電路設計公司譜訊科技，應用尖端的技術共同研發成一顆「噪音消除晶片」，適用於製造消噪耳機、聽覺保護器、助聽器、消噪手機及免提裝置，以及其他相關產品，應用範圍廣闊，給使用者帶來更寧靜的生活空間。
噪音消除晶片
分貝（dB）是聲音強度的衡量單位。人類一般能聽到的聲音是在一個有限的頻率範圍，若一般人想在晚上安寧地睡覺，按照世界衛生組織一九九九年公布的社會噪音水平指南，背景聲音水平不能超過三十分貝。在戶外，如果聲音超過五十分貝，就足以使人感到厭煩。而香港職業安全健康局規定，若僱員在八十五分貝或以上的噪音環境內工作八小時，僱主必須評估工場噪音，並採取適當行動，以避免僱員聽覺受損。
消噪技術分為兩種──被動式消噪（Passive Noise Cancellation）及主動式消噪（Active Noise Cancellation）。被動式消噪主要是透過隔音物料去阻擋噪音，例如：配有巨大耳罩設計的耳機。該類耳機對高頻率聲音阻隔相當有效，一般可消除大約十五分貝的噪音，但由於使用了高密度隔音物料，耳機會比較重，配帶起來也不舒服。至於主動式消噪技術，除會用上隔音物料外，更會裝置數字訊號處理系統，同時將低頻訊號消減，效果更加全面；但應用主動式消噪技術的產品，例如主動式消噪耳機，則需要配上電池才能啟動。
應科院集成電路設計群組的研究員與譜訊科技共同研發的「噪音消除晶片」，採用主動式消噪技術。透過外置的收音器，晶片可檢測到外界傳來的低頻噪音，並進行精密度高達二十四位（24 bits）的數字訊號處理（Digital Signal Processing），然後產生一個與其相反的低頻訊號，傳輸給揚聲器，發出相反的低頻音波，從而有效地抵銷外界的噪音。
該項研發主要是使用了譜訊科技的產品設計概念、先進的數字訊號處理算法（Algorithm）及模擬集成電路設計，再加上應科院集成電路設計群組的微控器（Micro-Controller）設計平台及把數字訊號處理實現於晶片的技術，整合成為消除噪音的系統晶片（System-on-Chip）。
集合多種技術
該晶片主要特點包括：
低電量消耗：於3.3伏供電下，總電流量少於200毫安。
內置微控器：為系統設計者提供一個靈活的方式，按不同應用，編輯出不同的系統程式。
讀取外置係數（Coefficient）：使晶片能配合不同產品的需要，而輸入相關的係數給予內置數字訊號處理器。
高精密度訊號處理：透過譜訊科技的先進數字訊號處理算法，晶片能進行精密度高達二十四位（24 bits）的數字訊號處理，從而產生非常準確及穩定的運算結果。
高效能模擬╱數字轉換：晶片內置模擬╱數字轉換，可大大減省產品開發成本及提高系統運作穩定性。
多通道低電量消耗放大器：可應用於雙通道（內、外）收音器的消噪產品，提高消噪效果。
低成本：應科院經驗豐富的系統晶片設計團隊，透過使用該院集成電路設計群組的微控器設計平台和把數字訊號處理實現於晶片的專業技術，減低了晶片面積，提高了晶片效能，縮短了晶片開發時間，從而大大減低成本。
應科院及譜訊科技共同研發「噪音消除晶片」的過程中，運用了「內置微控器」、「高精密度訊號處理」、「讀取外置係數」及「多通道低電量消耗放大器」等創新技術，令該晶片表現遠勝於市場上同類產品；譜訊科技進一步利用研究成果製造成首個消噪產品──主動式消噪耳機，該耳機能針對低頻聲音，有效地消除高達28分貝的噪音，表現超卓。
應科院一直致力透過科研成果及優秀人才，將尖端及創新科技轉移到業界，從而提高業界的生產力和競爭力，同時亦減少業界於相關技術的開發成本。
（香港應用科技研究院供稿）
