符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的MEMS麥克風(fēng) 汽車在細(xì)心聆聽

作者：儒卓力汽車事業(yè)部產(chǎn)品銷售經(jīng)理 Ralf Hickl

汽車正在學(xué)習(xí)傾聽——不僅是傾聽車內(nèi)的乘客，也傾聽外部環(huán)境。這是因?yàn)閬碜攒囕v環(huán)境的聲音信號(hào)可以提供有關(guān)其他道路使用者的重要信息，從而提升不斷增強(qiáng)的駕駛員輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛功能。

麥克風(fēng)已經(jīng)成為車輛內(nèi)部的普遍配置，所有較新的車輛至少都配備了強(qiáng)制性eCall系統(tǒng)，以便在發(fā)生緊急情況時(shí)通過聲音進(jìn)行溝通。新的應(yīng)用接踵而來，例如：

- 通過生成反聲波而發(fā)揮作用的主動(dòng)降噪（ANC）

- 道路狀況記錄

- 發(fā)動(dòng)機(jī)/駕駛噪聲的頻譜分析，用于預(yù)防性維護(hù)以及狀態(tài)和故障檢測

- 應(yīng)急車輛的警報(bào)探測，包括識(shí)別其方向

通過AEC-Q103認(rèn)證的英飛凌IM68A130A MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))麥克風(fēng)提供聆聽功能：它提供模擬輸出信號(hào)并具有集成式低噪聲前置放大器(圖1)，因而實(shí)現(xiàn)了只有–106 dBV(A)的低噪聲本底和68 dB(A)的高信號(hào)/噪聲比。同時(shí)，其聲學(xué)過載點(diǎn)極限是130 dBSPL (聲壓級(jí))。這些性能特點(diǎn)有助于擴(kuò)大聲學(xué)信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并且為非常柔和/遙遠(yuǎn)的聲音以及非常響亮/接近的聲音提供可理解性和信號(hào)保真度。

圖1：TLGA封裝IM68A130A MEMS麥克風(fēng) (圖片來源：英飛凌)

IM68A130A具有出色的錄音質(zhì)量，外加介于10 Hz和16 kHz之間的直頻響應(yīng)特性。

對(duì)于語音識(shí)別算法來說，MEMS麥克風(fēng)憑借高信噪比而提供可處理的數(shù)據(jù)。因此，即使以柔和的聲調(diào)說出命令也能生成良好的信號(hào)。在車輛外面使用時(shí)，高信噪比有利于采集遠(yuǎn)處的聲音，例如開啟警報(bào)器的應(yīng)急車輛正在靠近。

多個(gè)麥克風(fēng)提供更多的選擇

同時(shí)使用多個(gè)麥克風(fēng)可提供更多的選擇。因?yàn)樵邴溈孙L(fēng)陣列中，來自一個(gè)聲源的聲音以不同的強(qiáng)度和時(shí)間偏移到達(dá)各個(gè)麥克風(fēng)。用戶可以從信號(hào)的差異中推斷出聲源的方向。可以采用數(shù)字信號(hào)處理從麥克風(fēng)陣列信號(hào)來設(shè)置所需的方向特性（波束成形）。由于其靈敏度和相位響應(yīng)的公差較小，IM68A130A也非常適合在陣列中使用。

使用A2B評(píng)測套件加快上市速度

當(dāng)需要測試和優(yōu)化帶有多個(gè)符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的MEMS麥克風(fēng)的陣列時(shí)，英飛凌A2B評(píng)測套件是理想的選擇，這款套件包含了通過A2B總線聯(lián)網(wǎng)的多麥克風(fēng)系統(tǒng)所需要的所有組件（圖2）。每個(gè)從屬模塊可容納四個(gè)麥克風(fēng)。從屬模塊的封裝是磁性的，可以附著在車體的金屬板上（圖3）。主單元中的32位Aurix系列微控制器負(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)處理。評(píng)測套件還帶有用于各種配置（不同數(shù)量的從屬單元或從屬單元中的有源麥克風(fēng)）的樣本軟件。

圖2：英飛凌A2B評(píng)測套件及其組件：(1)帶有Aurix系列微控制器的ECU主單元，(2)封裝，(3)12 V插入式電源，(4)最多四個(gè)從屬模塊之一，(5)從屬模塊的磁性封裝

圖3：四個(gè)從屬模塊在車輛外部分布的實(shí)例

A2B評(píng)測套件的目標(biāo)應(yīng)用包括警報(bào)器檢測、免提或語音控制，以及波束成形和主動(dòng)噪聲消除。

總結(jié)

隨著車輛采用的感官感覺越來越人性化以及類別越來越多，自動(dòng)化駕駛的進(jìn)展就越大。英飛凌高性能模擬xenon MEMS麥克風(fēng)，例如IM68A130A，能夠確保實(shí)現(xiàn)聲學(xué)環(huán)境的聽覺感測。儒卓力產(chǎn)品組合還包括更多用于汽車的傳感器產(chǎn)品，助力促進(jìn)自動(dòng)駕駛應(yīng)用的發(fā)展。

審核編輯 黃宇