免提通话功能已经成为大多数桌面电话以及免提车载套件的一项标准功能。免提电话的通信质量取决于所使用的技术，以及塑料外壳的设计。本文将讨论一些免提通信系统中采用的技术以及面临的设计挑战，重点讨论塑料外壳设计对免提电话性能的重要影响。 半双工和全双工通话模式 根据实现免提功能所采用的不同技术，免提通信电话的话音质量和性能会出现很大差别。最简单且仍然是最普遍采用的方法是半双工算法，即在同一通话时间只允许一方讲话，而将另一方切断。在半双工方式中，只有音量最大的一方能够被对方听到。 半双工方式需要不断根据音量大小来改变送话方，因此这种方式会导致通话中断。尽管半双工算法性能欠佳，但它能够允许采用质量较低的塑料外壳设计。由于在任何特定时间，通话都只能在单个方向上进行，该算法可以掩盖塑料外壳带来的缺点，例如失真、过强的回声和塑料外壳振动引起的噪声。 对于免提电话生产商来说，一个重要的性能目标是让话音通信更自然。要实现这一目标的唯一途径就是采用全双工算法。全双工算法不仅可以消除回声，还支持通话双方同时说话。虽然全双工算法提供了一种无需切断任何一方说话的更自然的通话方式，但对于回声路径上的衰减却更为敏感。全双工算法的性能取决于回声信号的线性度。音频路径中存在的非线性信号会降低话音质量。 大部分免提电话生产商面临的最大挑战是如何将目前的半双工设计转换为更高级的全双工工作模式。在考虑免提电话总体性能时，生产商经常会忽略塑料外壳设计的影响。塑料外壳设计的回声损耗和非线性特征(或失真)是影响声学回声消除功能的两个主要因素。 回声路径中的增益问题 回声信号是指麦克风从扬声器捕获的被反射的音频信号。反射信号包括麦克风与扬声器之间直接声学耦合而产生的回声(即麦克风直接从扬声器捕获的音频信号)，以及由房间内的各种表面反射而产生的回声。免提电话设计工程师的目标就是要尽量减小回声，而通过塑料外壳设计可以部分实现这一目标。但即使精心设计塑料外壳，也不可能完全消除回声，因此需要借助声学回声消除器(AEC)。为获得最佳通话性能，需利用AEC来尽量减小回声信号。 图1显示了AEC周围不同的增益分布情况。扬声器和麦克风增益衰减器(gain pad)会影响整个回声路径。扬声器和麦克风放大增益都是必需的，但必须设置在适当的水平，才能获得较好的回声消除效果。为优化性能，所选择的AEC必须能够在不丧失冻结自适应功能(可连续跟踪回声路径中的信号变化)或无需利用开关衰减性能(不会退回到半双工模式)的情况下，最大限度地消除声学回声。 图1： 采用了声学回声消除器的免提通信系统的组成元件。 目前提供的许多商用器件能够在不影响通话性能的情况下消除0dB或6dB的回声(如图1中从Rout至Sin这一段)。设计工程师需要保证回声信号电平(Sin端)比扬声器音频信号(Rin端)的高出值，不会超过该器件的回声(0dB或6dB)。扬声器驱动增益、麦克风增益以及声学耦合共同决定了回声的大小。为达到最佳免提通话效果，必须在扬声器音量大小和麦克风灵敏度之间找到一个平衡点，同时还要维持最大为0dB至6dB的声学回声路径增益。 扬声器增益和麦克风增益都影响到扬声器的音量，并且需要仔细调整才能保证麦克风信号足够满足声学回声消除功能的要求。具体来说，这些增益应当设置为系统允许的最小值，而所有其它增益则应当在回声路径以外处理。最大音量应当根据Rout的最大信号(非平均值)来设定，而麦克风增益应当采用最大输入信号(非平均值)来设定。如果这些设置值不能提供足够大的扬声器音量或麦克风灵敏度，那么应当通过网络上的增益来补偿回声路径增益。例如，如果音频回声需要降低6dB来满足AEC的要求，那么可以将麦克风增益降低6dB并将网络发送端增益提高6dB(使总体增益为0dB)。 值得注意的是，在一次呼叫进行期间，回声路径中的扬声器驱动增益和麦克风增益不能动态改变。否则将导致AEC察觉到回声路径的突变并触发一次重聚合过程，从而产生远端通话者能听到明显回声。任何扬声器的动态音量控制必须在网络接收端增益模块中完成。 扬声器和麦克风的选择和布局 通过尽量增大扬声器和麦克风之间的声学隔离可进一步提高性能。图2显示的是一款针对桌面免提电话的扬声器/麦克风推荐布局。扬声器和麦克风应当放置在塑料外壳的不同侧。此外，麦克风与扬声器应当相互垂直。这样就能够把塑料外壳外的声学耦合量降到最低。同时，扬声器应当封装在一个独立的声腔内，以减小塑料外壳内的声学耦合效应。通过在扬声器腔和塑料外壳其余部分之间使用隔音板或其它固体隔离物，都可以实现这一目标。 图2：针对桌面免提电话的麦克风和扬声器布局。 回声路径中的失真是导致声学回声消除效果不佳的主要原因之一。一旦回声信号恶化，AEC就无法对回声路径建模并消除回声。引起失真的因素很多，包括麦克风和扬声器失真、扬声器和麦克风的放大设计以及塑料外壳设计。 为获得高质量的免提通话效果，扬声器的选择非常重要。扬声器的质