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高可靠性電容式MEMS麥克風(fēng)在車(chē)載中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2022-12-09 來(lái)源:MEMS 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】采用MEMS技術(shù)制造的電容式硅麥克風(fēng)在小型化、性能、可靠性、環(huán)境耐受性、成本及量產(chǎn)能力上與ECM(Electret Capacitance Microphone)相比具有巨大優(yōu)勢(shì),一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant)、耳機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。


電容式MEMS麥克風(fēng)


采用MEMS技術(shù)制造的電容式硅麥克風(fēng)在小型化、性能、可靠性、環(huán)境耐受性、成本及量產(chǎn)能力上與ECM(Electret Capacitance Microphone)相比具有巨大優(yōu)勢(shì),一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant)、耳機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。


而隨著半導(dǎo)體電子行業(yè)快速發(fā)展,芯片制程及封裝技術(shù)的快速迭代。MEMS硅麥克風(fēng)產(chǎn)品在保證性能穩(wěn)步提升的情況下,芯片及封裝成品的可靠性均得到很大的提升,已可滿(mǎn)足于更高可靠性、更高性能要求的汽車(chē)應(yīng)用,如汽車(chē)人機(jī)交互,ANC(Active Noise Cancellation),RNC(Road Noise Control)等需求。


電容式MEMS麥克風(fēng)工作原理


采用MEMS技術(shù)制造的硅麥克風(fēng)通常由兩層平行板組成,一層為固態(tài)背板,一層為彈性的可移動(dòng)膜片,膜片和背板形成可變電容器。膜片響應(yīng)于入射的聲波而移動(dòng),以改變電容,并且由此產(chǎn)生用于表示入射聲能的電信號(hào),實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。


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車(chē)內(nèi)多位置的MEMS麥克風(fēng)應(yīng)用,大致分為語(yǔ)音交互與噪聲自消除功能。   


車(chē)載應(yīng)用


 1)  語(yǔ)音交互:


車(chē)內(nèi)多位置的語(yǔ)音交互是智能座艙的入口,包括語(yǔ)音識(shí)別、喚醒、定位等功能。能夠操控導(dǎo)航、打電話(huà)、查找附近好吃的、操作空調(diào)和車(chē)窗甚至講冷笑話(huà)等,語(yǔ)音交互能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來(lái)越多,也呈現(xiàn)出逐漸取代物理按鍵和多點(diǎn)觸控,成為車(chē)廂內(nèi)主流人機(jī)交互方式的趨勢(shì)。


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(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)侵刪)


2)  主動(dòng)降噪:


汽車(chē)ANC主動(dòng)降噪的工作原理:所有的聲音都由一定的頻譜組成,通過(guò)找到一種聲音,其頻譜與所要消除的噪音完全一樣,只要相位相反就可以將這噪聲中和抵消掉,從而實(shí)現(xiàn)降噪效果,車(chē)載ANC可用于消除發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪音等,目前一般應(yīng)用在高端車(chē)型中。


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解決方案


為了滿(mǎn)足車(chē)載應(yīng)用的質(zhì)量需求,敏芯及全資子公司德斯倍電子通過(guò)了車(chē)規(guī)行業(yè)的質(zhì)量體系IATF16949的認(rèn)證。IATF 16949是國(guó)際汽車(chē)行業(yè)的技術(shù)規(guī)范,是基于ISO9001的基礎(chǔ),加進(jìn)了汽車(chē)行業(yè)的技術(shù)規(guī)范。該體系旨在指導(dǎo)與規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)按照汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“保供”,確保能及時(shí)并可持續(xù)地提供穩(wěn)定滿(mǎn)足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。


產(chǎn)品方面,敏芯股份推出兩款高可靠性模擬、數(shù)字MEMS麥克風(fēng),并均滿(mǎn)足汽車(chē)市場(chǎng)AEC-Q100/Q103可靠性要求。


在汽車(chē)類(lèi)音頻應(yīng)用領(lǐng)域(如用戶(hù)與智能汽車(chē)的語(yǔ)音交互),對(duì)MEMS麥克風(fēng)的工作溫度范圍提出了更高的要求:?40至105℃(通常消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的工作溫度為?40至85℃)。該麥克風(fēng)的工作溫度范圍為-45至105℃,靈敏度具有高一致性,可控制在±1dB之內(nèi)。


其次,兩款MEMS麥克風(fēng)還具有130dB SPL的High AOP(Acoustic Overload Point),可以在嘈雜環(huán)境下獲取音頻指令,適合車(chē)載應(yīng)用中進(jìn)行語(yǔ)音交互。此外,兩款MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品均為ANC MIC,較平的低頻頻率響應(yīng);66dB 的High SNR(Signal-Noise Ratio)。將高SNR與高AOP相結(jié)合,兩款MEMS麥克風(fēng)適合作為車(chē)載,ANC應(yīng)用。


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來(lái)源:MEMS



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