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MEMS 麥克風(fēng)波束成形簡介

2512930 2022-11-25 | pdf | 146.7KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

在波束成形陣列中組合多個 MEMS 麥克風(fēng)，將這些緊湊、低功耗且具有成本效益的設(shè)備的固有優(yōu)勢帶入需要定向響應(yīng)的應(yīng)用，例如語音交互系統(tǒng)和專業(yè) AV 設(shè)備。在波束成形陣列中組合多個 MEMS 麥克風(fēng)，將這些緊湊、低功耗且具有成本效益的設(shè)備的固有優(yōu)勢帶入需要定向響應(yīng)的應(yīng)用，例如語音交互系統(tǒng)和專業(yè) AV 設(shè)備。麥克風(fēng)和方向性麥克風(fēng)和方向性MEMS 麥克風(fēng)MEMS 麥克風(fēng)堅(jiān)固耐用、經(jīng)濟(jì)高效，并且由于尺寸小和功耗低而易于集成到幾乎所有應(yīng)用中。它們的全向響應(yīng)對來自任何方向的聲音同樣敏感，適合某些應(yīng)用，例如當(dāng)需要固定麥克風(fēng)來捕捉來自不確定方向或移動源的聲音時。另一方面，全向性可以讓環(huán)境或不需要的聲音與主要聲源競爭，從而使音頻不那么清晰或難以聽到。堅(jiān)固耐用、經(jīng)濟(jì)高效，并且由于尺寸小和功耗低而易于集成到幾乎所有應(yīng)用中。它們的全向響應(yīng)對來自任何方向的聲音同樣敏感，適合某些應(yīng)用，例如當(dāng)需要固定麥克風(fēng)來捕捉來自不確定方向或移動源的聲音時。另一方面，全向性可以讓環(huán)境或不需要的聲音與主要聲源競爭，從而使音頻不那么清晰或難以聽到。包含多個 MEMS 麥克風(fēng)的波束成形陣列可以通過增強(qiáng)來自特定方向的聲音并衰減其他方向的聲音來克服這一問題。這是通過對麥克風(fēng)信號求和，使用信號處理技術(shù)（例如延遲插入、放大和濾波）以最大限度地減少不需要的聲音信號來實(shí)現(xiàn)的。代表想要的音頻源的信號被加在一起，而不需要的信號不相干地相加，因此相對于主信號被衰減。圖 1 說明了這種方法。在精心設(shè)計(jì)的基本雙麥克風(fēng)陣列的情況下，信號處理可能非常簡單。包含多個 MEMS 麥克風(fēng)的波束成形陣列可以通過增強(qiáng)來自特定方向的聲音并衰減其他方向的聲音來克服這一問題。這是通過對麥克風(fēng)信號求和，使用信號處理技術(shù)（例如延遲插入、放大和濾波）以最大限度地減少不需要的聲音信號來實(shí)現(xiàn)的。代表想要的音頻源的信號被加在一起，而不需要的信號不相干地相加，因此相對于主信號被衰減。圖 1 說明了這種方法。在精心設(shè)計(jì)的基本雙麥克風(fēng)陣列的情況下，信號處理可能非常簡單。圖 1：波束形成麥克風(fēng)陣列相對于背景噪聲增強(qiáng)有用信號。（圖片來源：CUI Devices）圖 1：波束形成麥克風(fēng)陣列相對于背景噪聲增強(qiáng)有用信號。（圖片來源：CUI Devices）一個基本的波束形成陣列可以包含少至兩個麥克風(fēng)，從而創(chuàng)建一個具有單軸的儀器。通過適當(dāng)?shù)男盘柼幚恚梢詣?chuàng)建一個寬邊陣列，以最大化直接來自陣列側(cè)面的聲音產(chǎn)生的信號，垂直于兩個麥克風(fēng)的軸。或者，通過優(yōu)化沿麥克風(fēng)軸傳播的聲音的方向性來創(chuàng)建端射陣列。一個基本的波束形成陣列可以包含少至兩個麥克風(fēng)，從而創(chuàng)建一個具有單軸的儀器。通過適當(dāng)?shù)男盘柼幚恚梢詣?chuàng)建一個寬邊陣列，以最大化直接來自陣列側(cè)面的聲音產(chǎn)生的信號，垂直于兩個麥克風(fēng)的軸。或者，通過優(yōu)化沿麥克風(fēng)軸傳播的聲音的方向性來創(chuàng)建端射陣列。在每種情況下，重要的是陣列中的麥克風(fēng)具有緊密匹配的靈敏度和頻率響應(yīng)。幸運(yùn)的是，由于在制造過程中使用了晶圓級制造工藝，這是 MEMS 麥克風(fēng)的關(guān)鍵優(yōu)勢。在每種情況下，重要的是陣列中的麥克風(fēng)具有緊密匹配的靈敏度和頻率響應(yīng)。幸運(yùn)的是，由于在制造過程中使用了晶圓級制造工藝，這是 MEMS 麥克風(fēng)的關(guān)鍵優(yōu)勢。寬邊陣列寬邊陣列圖 2 說明了寬邊陣列。來自首選聲源方向的聲音同時到達(dá)每個麥克風(fēng)，并將輸出相加以產(chǎn)生更大幅度的信號。來自其他角度的聲音信號相加的建設(shè)性較低。圖 2 說明了寬邊陣列。