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高可靠性电容式MEMS麦克风在车载中的应用

发布时间:2022-12-09 来源:MEMS 责任编辑:wenwei

【导读】采用MEMS技术制造的电容式硅麦克风在小型化、性能、可靠性、环境耐受性、成本及量产能力上与ECM(Electret Capacitance Microphone)相比具有巨大优势,一经推出变迅速占领手机、PDA(Personal Digital Assistant)、耳机等消费电子产品市场。


电容式MEMS麦克风


采用MEMS技术制造的电容式硅麦克风在小型化、性能、可靠性、环境耐受性、成本及量产能力上与ECM(Electret Capacitance Microphone)相比具有巨大优势,一经推出变迅速占领手机、PDA(Personal Digital Assistant)、耳机等消费电子产品市场。


而随着半导体电子行业快速发展,芯片制程及封装技术的快速迭代。MEMS硅麦克风产品在保证性能稳步提升的情况下,芯片及封装成品的可靠性均得到很大的提升,已可满足于更高可靠性、更高性能要求的汽车应用,如汽车人机交互,ANC(Active Noise Cancellation),RNC(Road Noise Control)等需求。


电容式MEMS麦克风工作原理


采用MEMS技术制造的硅麦克风通常由两层平行板组成,一层为固态背板,一层为弹性的可移动膜片,膜片和背板形成可变电容器。膜片响应于入射的声波而移动,以改变电容,并且由此产生用于表示入射声能的电信号,实现声音信号到电信号的转变。


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车内多位置的MEMS麦克风应用,大致分为语音交互与噪声自消除功能。   


车载应用


 1)  语音交互:


车内多位置的语音交互是智能座舱的入口,包括语音识别、唤醒、定位等功能。能够操控导航、打电话、查找附近好吃的、操作空调和车窗甚至讲冷笑话等,语音交互能够实现的功能越来越多,也呈现出逐渐取代物理按键和多点触控,成为车厢内主流人机交互方式的趋势。


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(图片来源于网络侵删)


2)  主动降噪:


汽车ANC主动降噪的工作原理:所有的声音都由一定的频谱组成,通过找到一种声音,其频谱与所要消除的噪音完全一样,只要相位相反就可以将这噪声中和抵消掉,从而实现降噪效果,车载ANC可用于消除发动机和传动系统噪音等,目前一般应用在高端车型中。


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解决方案


为了满足车载应用的质量需求,敏芯及全资子公司德斯倍电子通过了车规行业的质量体系IATF16949的认证。IATF 16949是国际汽车行业的技术规范,是基于ISO9001的基础,加进了汽车行业的技术规范。该体系旨在指导与规范企业生产按照汽车行业标准“保供”,确保能及时并可持续地提供稳定满足质量要求的产品。


产品方面,敏芯股份推出两款高可靠性模拟、数字MEMS麦克风,并均满足汽车市场AEC-Q100/Q103可靠性要求。


在汽车类音频应用领域(如用户与智能汽车的语音交互),对MEMS麦克风的工作温度范围提出了更高的要求:−40至105℃(通常消费类产品的工作温度为−40至85℃)。该麦克风的工作温度范围为-45至105℃,灵敏度具有高一致性,可控制在±1dB之内。


其次,两款MEMS麦克风还具有130dB SPL的High AOP(Acoustic Overload Point),可以在嘈杂环境下获取音频指令,适合车载应用中进行语音交互。此外,两款MEMS麦克风产品均为ANC MIC,较平的低频频率响应;66dB 的High SNR(Signal-Noise Ratio)。将高SNR与高AOP相结合,两款MEMS麦克风适合作为车载,ANC应用。


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来源:MEMS



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