多麦克风及抗扰频干扰成为MEMS麦克风发展趋势

　　近年来，由于支持语音界面和多媒体应用的消费产品的需求日益增加，这成为影响MEMS麦克风市场的一个重要发展趋势。

　　我们注意到，物联网(IoT)领域已经出现配置多个高性能麦克风的设备。这些设备使用多个麦克风作为“语音用户界面”(“voice as a user interface”)，得益于高信噪比(SNR)系统，设备性能得到显著提高，而其内置的多个麦克风能进行方向分辨，从而更好地对语音指令做出预判。一个成功的语音指令最重要的是准确性。高级电子设备中配置的附加麦克风可使用复杂的算法来处理语音，并确保指令诠释的准确性。此外，多麦克风系统可实现“插入”(“barge-in”)功能，即使设备在生成音频时，也能同时接收语音。在物联网应用中，单个设备中配置的高SNR麦克风数量也越来越多。

　　楼氏电子高性能音频副总裁 Daryl Barry

　　此外，智能手机中也开始配置多个麦克风，以针对多种用户场景捕获音频，包括电话呼叫、语音指令、用于远场和自拍视频的多媒体记录、电话会议、音乐会录音等。这些应用需要对麦克风的不同位置进行优化，并且用户可能会处于不同方向——这样常常会阻挡一个或多个麦克风。 通过将多个麦克风放置在各种位置，智能手机可根据场景特征在最优化的位置真实捕捉声音，同时防止麦克风被手遮挡。

　　为了进一步提高系统SNR并实现上述应用，系统设计者可以对接收的音频流采用波束形成和噪声抑制等算法。由于空间算法还额外受益于麦克风的紧密灵敏度和相位匹配，因而能生成更有效的信号处理算法。我们注意到，目前客户对灵敏度和相位变化的偏差度要求越来越严格。

　　MEMS麦克风的另一个重要发展趋势是抗射频(RF)干扰。当手机和无线IoT设备传输数据时，天线可以通过多种方式拾取噪声。例如，专用集成电路(ASIC)中的二极管结会对射频信号进行整流，该整流信号的包络会在麦克风的输出声音中产生噪声。为了防止这种邻近效应，系统设计者必须将麦克风放置在远离设备天线的位置，并隔离其电源，以减轻射频干扰。这常常会牺牲产品的设计美观性。随着电子设备继续在更小的空间内添加更多功能的趋势下，我们在设计麦克风时必须考虑其抗射频干扰能力。楼氏的麦克风设计中结合了许多技术来减少这一干扰，从而赋予设计师在空间运用上更大的灵活性。

　　除了高信噪比的模拟和数字麦克风之外，楼氏还提供具有嵌入式信号处理器和算法的智能麦克风，以支持VAD(语音活动检测)和语音指令。

　　VAD仅在检测到语音或关键字时“唤醒”主处理器，从而节省系统电量。这可使系统在没有语音情况下保持低电量运行，对于手机和使用电池的物联网系统等，对电力敏感的设备而言无疑是一大福音。

　　系统设计人员通过在MEMS麦克风中嵌入信号处理器和算法，能够以最简便的方式将一组语音指令加入其产品中，同时加快产品上市时间。否则系统必须采用一系列组件和子系统，才能实现相同的功能。通过使用楼氏的声学处理器或智能麦克风，系统设计师得以有效地优化设备功率并加入更多新功能。