多麥克風(fēng)及抗擾頻干擾成為MEMS麥克風(fēng)發(fā)展趨勢(shì)

　　近年來，由于支持語音界面和多媒體應(yīng)用的消費(fèi)產(chǎn)品的需求日益增加，這成為影響MEMS麥克風(fēng)市場(chǎng)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

　　我們注意到，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)配置多個(gè)高性能麥克風(fēng)的設(shè)備。這些設(shè)備使用多個(gè)麥克風(fēng)作為“語音用戶界面”(“voice as a user interface”)，得益于高信噪比(SNR)系統(tǒng)，設(shè)備性能得到顯著提高，而其內(nèi)置的多個(gè)麥克風(fēng)能進(jìn)行方向分辨，從而更好地對(duì)語音指令做出預(yù)判。一個(gè)成功的語音指令最重要的是準(zhǔn)確性。高級(jí)電子設(shè)備中配置的附加麥克風(fēng)可使用復(fù)雜的算法來處理語音，并確保指令詮釋的準(zhǔn)確性。此外，多麥克風(fēng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“插入”(“barge-in”)功能，即使設(shè)備在生成音頻時(shí)，也能同時(shí)接收語音。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，單個(gè)設(shè)備中配置的高SNR麥克風(fēng)數(shù)量也越來越多。

　　樓氏電子高性能音頻副總裁 Daryl Barry

　　此外，智能手機(jī)中也開始配置多個(gè)麥克風(fēng)，以針對(duì)多種用戶場(chǎng)景捕獲音頻，包括電話呼叫、語音指令、用于遠(yuǎn)場(chǎng)和自拍視頻的多媒體記錄、電話會(huì)議、音樂會(huì)錄音等。這些應(yīng)用需要對(duì)麥克風(fēng)的不同位置進(jìn)行優(yōu)化，并且用戶可能會(huì)處于不同方向——這樣常常會(huì)阻擋一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)。 通過將多個(gè)麥克風(fēng)放置在各種位置，智能手機(jī)可根據(jù)場(chǎng)景特征在最優(yōu)化的位置真實(shí)捕捉聲音，同時(shí)防止麥克風(fēng)被手遮擋。

　　為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)SNR并實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以對(duì)接收的音頻流采用波束形成和噪聲抑制等算法。由于空間算法還額外受益于麥克風(fēng)的緊密靈敏度和相位匹配，因而能生成更有效的信號(hào)處理算法。我們注意到，目前客戶對(duì)靈敏度和相位變化的偏差度要求越來越嚴(yán)格。

　　MEMS麥克風(fēng)的另一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是抗射頻(RF)干擾。當(dāng)手機(jī)和無線IoT設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，天線可以通過多種方式拾取噪聲。例如，專用集成電路(ASIC)中的二極管結(jié)會(huì)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行整流，該整流信號(hào)的包絡(luò)會(huì)在麥克風(fēng)的輸出聲音中產(chǎn)生噪聲。為了防止這種鄰近效應(yīng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須將麥克風(fēng)放置在遠(yuǎn)離設(shè)備天線的位置，并隔離其電源，以減輕射頻干擾。這常常會(huì)犧牲產(chǎn)品的設(shè)計(jì)美觀性。隨著電子設(shè)備繼續(xù)在更小的空間內(nèi)添加更多功能的趨勢(shì)下，我們?cè)谠O(shè)計(jì)麥克風(fēng)時(shí)必須考慮其抗射頻干擾能力。樓氏的麥克風(fēng)設(shè)計(jì)中結(jié)合了許多技術(shù)來減少這一干擾，從而賦予設(shè)計(jì)師在空間運(yùn)用上更大的靈活性。

　　除了高信噪比的模擬和數(shù)字麥克風(fēng)之外，樓氏還提供具有嵌入式信號(hào)處理器和算法的智能麥克風(fēng)，以支持VAD(語音活動(dòng)檢測(cè))和語音指令。

　　VAD僅在檢測(cè)到語音或關(guān)鍵字時(shí)“喚醒”主處理器，從而節(jié)省系統(tǒng)電量。這可使系統(tǒng)在沒有語音情況下保持低電量運(yùn)行，對(duì)于手機(jī)和使用電池的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等，對(duì)電力敏感的設(shè)備而言無疑是一大福音。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通過在MEMS麥克風(fēng)中嵌入信號(hào)處理器和算法，能夠以最簡(jiǎn)便的方式將一組語音指令加入其產(chǎn)品中，同時(shí)加快產(chǎn)品上市時(shí)間。否則系統(tǒng)必須采用一系列組件和子系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)相同的功能。通過使用樓氏的聲學(xué)處理器或智能麥克風(fēng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師得以有效地優(yōu)化設(shè)備功率并加入更多新功能。