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高可靠性電容式MEMS麥克風(fēng)在車載中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2022-12-09 來源: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,一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant)、耳機(jī)等消費電子產(chǎn)品市場。


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,一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant)、耳機(jī)等消費電子產(chǎn)品市場。


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,已可滿足于更高可靠性、更高性能要求的汽車應(yīng)用,如汽車人機(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,以改變電容,并且由此產(chǎn)生用于表示入射聲能的電信號,實現(xiàn)聲音信號到電信號的轉(zhuǎn)變。


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


車載應(yīng)用


 1)  語音交互:


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


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(圖片來源于網(wǎng)絡(luò)侵刪)


2)  主動降噪:


汽車ANC主動降噪的工作原理:所有的聲音都由一定的頻譜組成,通過找到一種聲音,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,從而實現(xiàn)降噪效果,車載ANC可用于消除發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)噪音等,目前一般應(yīng)用在高端車型中。


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解決方案


為了滿足車載應(yīng)用的質(zhì)量需求,敏芯及全資子公司德斯倍電子通過了車規(guī)行業(yè)的質(zhì)量體系IATF16949的認(rèn)證。IATF 16949是國際汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范,是基于ISO9001的基礎(chǔ),加進(jìn)了汽車行業(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)按照汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“保供”,確保能及時并可持續(xù)地提供穩(wěn)定滿足質(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),并均滿足汽車市場AEC-Q100/Q103可靠性要求。


在汽車類音頻應(yīng)用領(lǐng)域(如用戶與智能汽車的語音交互),對MEMS麥克風(fēng)的工作溫度范圍提出了更高的要求:?40至105℃(通常消費類產(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,適合車載應(yīng)用中進(jìn)行語音交互。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)適合作為車載,ANC應(yīng)用。


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來源:MEMS



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