智能音箱 之 麦克风参数介绍
1. 定義
?? 麥克風(fēng)，學(xué)名為傳聲器，是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件；聲—電轉(zhuǎn)換。
? ? ? ? ? ? ? 與揚聲器正好相反（電—聲轉(zhuǎn)換），構(gòu)成電聲設(shè)備的兩個終端，俗稱咪頭，麥克等。
? ? ? ? ? ? ? 是電聲系統(tǒng)的入口，關(guān)鍵器件，也是最為薄弱環(huán)節(jié)。在整個電音系統(tǒng)中比重占比大致為30~40%（50~60%、10~20%）
2. 分類
轉(zhuǎn)換原理分：電動式（動圈式）質(zhì)好 體大
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 電容式（駐極體式即ECM、硅麥）本低體小 流行
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 壓電式（晶體式、陶瓷式）接觸場合
按指向性分：全向、單向、雙向
按信號類型：數(shù)字、模擬
3. ECM和MEMS對比
4. 技術(shù)參數(shù)：靈敏度
靈敏度：單位聲壓強下，所能產(chǎn)生電壓大小的能力；
當(dāng)MIC接入標(biāo)準(zhǔn)測試電路，輸入1kHz/1Pa的聲壓（94dB），輸出端顯示電壓大小，即為靈敏度。
如輸出電壓為1V，則靈敏度為0dB。
20lgVo=20lg(xx mV/1V)=-32dB
則? xx=25 mV ? ? ??
5. 技術(shù)參數(shù)：方向性
全向：
只從外殼底部的聲孔接收聲音，對各個方向的聲波都有相同的靈敏度；
場景：手機、PAD、電腦等。
單向：
前后均有聲孔，后聲孔有個延遲聲波作用的阻尼，180度有聲音的時候通過延遲將聲波抵消，很強的屏蔽噪聲效果；
場景：KalaOK、攝像功能設(shè)備等。
雙向：
也有兩聲孔，保證0度和180度方向接收的聲波存在瞬間壓差，90°和270°的壓差為0，所以無輸出；
場景：無線耳機，頭戴耳機等。
6. 技術(shù)參數(shù)：頻響曲線
靈敏度的定義是在1KHz下麥克風(fēng)的響應(yīng)，在不同頻點的靈敏度就形成一條頻響曲線；
用于語音采集的麥克風(fēng)，頻響曲線有一定要求：
1- 頻響曲線在100~10K頻寬就可以滿足采集需求；
2- 頻率在100~2K頻段響應(yīng)公差范圍在+/-3dB內(nèi)；
3- 在5~10K高頻處響應(yīng)要平滑，不能有大的波動起伏；15K 20K
7. 技術(shù)參數(shù)：信噪比
信噪比是指原始信號與MIC自身內(nèi)部噪音的比值，單位是dB；
一般是輸入94dB的聲壓時，減去此時內(nèi)部噪聲強度計算，信噪比越高越好，噪音主要來自FET。
SNR是70dB-φ6 ? ? φ4的一般只有58dB??? FET等級相關(guān)；
8. 技術(shù)參數(shù)：工作電壓、電流、輸出阻抗、封裝等
工作電壓：
模擬麥的偏置電壓，為FET提供適合的靜態(tài)工作點，一般設(shè)置在2V；
保證mic輸出的交流信號工作在線性區(qū)（恒流區(qū)），FET的最大電流是500uA，輸出電阻一般2K左右，那么mic最大電壓是1V，所以偏置電壓一般設(shè)置在2V。
數(shù)字麥的工作電壓一般在1.6~3.6V;由于其高度集成，數(shù)字電路常規(guī)接口電壓為3.3V和1.8V。
工作電流：
模擬麥：為了保證FET工作在線性區(qū)又稱飽和區(qū)恒流區(qū)，Vds>0.7V，所以 Id<（1.8-0.7V）/2.2K=0.5mA；
數(shù)字麥：集成了ADC和接口控制器等電路，故其總電流一般不超過1.5mA；
輸出阻抗：
模擬麥：一方面阻抗越大，輸出電壓越高，太高會存在干擾大的問題；
???????????? 另外一方面，跟后端ADC的輸入阻抗有關(guān)，輸出阻抗要小于ADC的輸入阻抗，否則聲音會有損失。
封裝：
駐極體麥：針腳式—可以直接焊接在PCB上；焊腳式—焊接引線到相應(yīng)插頭上；
硅麥：表貼安裝，頂部拾音和底部拾音。
9.Bias對麥克風(fēng)影響
對于模擬麥克風(fēng)來說，需要bias偏置電壓為FET提供合適的靜態(tài)工作點，使其工作在線性區(qū)；但是bias的噪聲對麥克風(fēng)性能影響很大，將直接影響拾音效果。舉例：靈敏度為-32dB，信噪比為70dB的麥克風(fēng)，bias噪聲為10uV時。
-32dB = 20lgVo = 20lg(xx mV/1V) ? ?? 則? xx = 25 mV? 為輸出絕度值
SNR = 70dB = 20lg (25mV / yy mV) ? 則 yy = 8uV ? 為噪音的絕對值
Vn2 = 102 + 82 ?則Vn = 12.8uV ?? 為bias耦合后的噪音絕對值
SNR = 20lg (25mV / 12.8 uV)? = ?65.8dB ?? 為實際信噪比
在應(yīng)用中的表現(xiàn)就是同樣測試環(huán)境下，bias噪聲比較大的麥陣電路在小聲音喚醒和遠場喚醒效果比噪聲小的喚醒率低很多，
會直接體現(xiàn)在語音識別率上，最終表現(xiàn)在產(chǎn)品體驗上。
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10. 注意事項
以下經(jīng)驗總結(jié)，均是來源于實際項目經(jīng)驗總結(jié)，前期注意到避免跌入坑中，對產(chǎn)品樣機后期做專項測試會有很大幫助；
電路方面：
u偏置阻容器件靠近IC放置，務(wù)必確保bias電源干凈紋波小，EMC電容靠近MIC放置；
u布局布線遠離干擾源，保證MIC接地良好；
uMICP/N走差分線，周圍包地以及參考良好;
uPCB圓環(huán)焊盤與音孔之間留有少許距離，避免錫膏落入音孔。
制程方面：
?音孔圓環(huán)焊盤焊接：采用低flux錫膏不能太厚，鋼網(wǎng)需要多段式，最后一次過爐；---錫膏不能進入音孔；
?貼裝精度：制作金屬夾具載具，清潔傳送帶，SMT吸嘴避開音孔附近；
?焊接檢查：焊接后圓環(huán)的完整性，避免環(huán)內(nèi)、外相通造成漏音；
?分板與清洗：避免用氣槍毛刷超聲清洗液等手段清潔作業(yè)，物料避免抽真空；
????????????????????? （過程中可以借助紙貼保護振膜）
結(jié)構(gòu)方面：
聲學(xué)路徑：聲音通過收音孔進入封裝振膜的路徑；所有結(jié)構(gòu)尺寸需要考慮到波長 ?λ =c/f。
u麥克風(fēng)開放空間外表面要充分透聲，不能形成聲反射區(qū)，外表面可以用布料等材料避免反射；
u聲音需要接近自由場的方式直達而非反射到每個麥克，路徑盡量短寬，不能有空腔，避免掩蔽效應(yīng)；
u麥克風(fēng)的收音路徑要唯一，不能從結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)收音；
u麥克風(fēng)本身要遠離干擾和振動，結(jié)構(gòu)部件做好減振緩沖設(shè)計。
11. 智能音箱麥克風(fēng)收音孔實例
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的智能音箱 之 麦克风参数介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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