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使用MEMS麦克风有效改善音质上网日期:2011年01月11日已有
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250.gif\*MERGEFORMAT关键字MEMS麦克风 降噪技术 抗电磁干扰 越来越多的移动设备,如手机、耳机、相机和MP3,采用了先进的降噪技术,以消除背景音,提高声音质量要使这种先进技术付诸实施,所采用的多个麦克风不仅需具有抗射频和电磁干扰的能力,还必须具有极小的尺寸爱普科斯生产的MEMS麦克风是符合此要求的理想解决方案作为目前市场上体积最小的麦克风,MEMS麦克风不仅提供极佳的音频质量,而且具有优良的抗电磁干扰功能性能优良,占用面积小2009年5月,由于采用了Technitrol的MEMS微电子机械系统麦克风技术,一系列极具创新性的MEMS产品得以投放到在硅麦克风市场首批上市的产品为爱普科斯T4000和T4010系列,在它们身上,汇聚了先进的MEMS和ASIC技术的设计能力、对用途的深入了解以及各种专利现在,产品系列中增加了数字输出的麦克风,即T4030新产品体积小,灵敏度为-26dBFS全量程,信噪比为60dBA即使声级为100dB,失真度也低于1%其频率响应特点是高带宽、低振幅波动见图1由于采用了PDM脉冲密度调制输出,T4030对电磁干扰基本无反应电源噪音抑制为-82dBFS可通过一根信号线进行双声道传输,这使得立体声或多麦克风应用变得容易,比采用模拟技术简便得多电源电压在
1.64V至
2.86V之间电力消耗为650μA,在待机模式下则低于10μA图1频率响应曲线产品结构紧凑T4030性能优良,尺寸极小,它最适合在移动设备中作降噪用途,因为在这些设备中,空间占用往往是首要考虑的问题这方面很好的例证是大北欧GNNetcom公司研制的捷波朗STONE蓝牙耳机大北欧是一家丹麦耳机生产商,其产品用于手机、联络中心和办公室见图2捷波朗STONE是一款结构极紧凑的耳机,其特点是在噪音清除和自然声音之间找到最佳的平衡,提供完美的音质而要达到这种效果,只有采用双麦克风捕捉声音,同时仅对背景噪音进行智能过滤正是出于这一目的,厂家选择了尺寸小、性能优的T4000系列产品大北欧认为捷波朗STONE是一款革命性的产品,必将颠覆消费者对蓝牙耳机的固有看法“它造型独特,降噪技术先进,不需要横臂,是一个全新的产品概念,”大北欧移动通信部的副总裁安娜-R-拉斯穆塞这样说道图2大北欧生产的捷波朗STONE蓝牙耳机先进的降噪技术在中高端移动设备中,消除噪音正日益变成一项标准要求在接收路径和传输路径中,两种降噪功能可以合并见图3如下图所示,在接收路径蓝色中,麦克风1位于喇叭的旁边,接收噪音,此噪音信号反相后添加到传入的声音中反相的噪音信号与周围噪音信号相消这样,用户可以更清晰理解对方的话音,即便在嘈杂的环境里亦如此图3在接收和传输路径消除噪音在传输路径黄色中,麦克风2背对着口部,接收周围噪音麦克风3正对着口部,它同时接收周围噪音和说话者的话音在此,通过添加反相噪音信号,噪音被消除此时,通话对方受到的周围噪音干扰将减小使用三个以上的麦克风,可以设计出功能更强大和更复杂的降噪系统随着更多的麦克风植入到小型移动设备内,产品的尺寸大小已变得越来越重要图4展示了两款安装在电路板上的小型T4000麦克风与此同时,用户对声音质量的期望更高将来麦克风的信噪比SNR将达到62dB,高出今天的一般水平55-59dB如今,爱普科斯的T4020MEMS性能优良,信噪比已达到62dB,而且信噪比更高的产品正在研制之中图4STONE耳机的电路板,上面安装了两个MEMS麦克风尖端的封装技术避免电磁干扰和射频干扰一直是SAW滤波器的重要问题SAW滤波器都在GHz范围内工作,在天线接收射频信号后,在信号路径中通常是第一个组件正是这一原因,为了维护很弱的信号,必须采取极可靠的屏蔽此要求催生了CSSP即“芯片大小SAW封装”技术的诞生该技术是具屏蔽功能的极小封装,并通过应用到数十亿手机上,证明其成熟性MEMS麦克风正是基于专用于MEMS的相同封装技术CSMP,也即芯片大小MEMS封装而生产的见图5该项技术得益于成熟的爱普科斯生产工艺以及15年开发MEMS麦克风的经验MEMS麦克风符合RoHS指令规定,并适合SMD无铅回流焊工艺图5MEMS麦克风的坚固封装完整测试TDK-EPC公司也将成熟的SAW生产技术用于最终电声测量通过设计出一个特定的测试头,解决了测量电声特征的问题每只麦克风出厂前,都会按照相关规范接受完整的测量,包括基本的电声性能测试具体测试项如下*1kHz和窄带噪音时的灵敏度;*宽带频率响应;*宽带噪音;*电源穿透;*谐波失真;*功率消耗100%的测试使MEMS麦克风在应用中可靠地表现出优良性能MEMS麦克风结构紧凑,电气性能优异,还可用在对声音质量要求高的领域,包括高质量的视频和VoIP互联网电话系统、电话会议系统和波束成型系统中T4000系列产品的大规模生产已经开始目前可以得到T4020和T4030系列的工程样品。