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高可靠性電容式硅麥克風在車載中的應用

日期:2022-05-23 來源:敏芯股份閱讀:254
核心提示:采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技術制造的電容式硅麥克風在小型化、性能、可靠性、環境耐受性、成本及量產能力上
采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技術制造的電容式硅麥克風在小型化、性能、可靠性、環境耐受性、成本及量產能力上與ECM(Electret Capacitance Microphone)相比具有巨大優勢,一經推出變迅速占領手機、PDA(Personal Digital Assistant)、耳機等消費電子產品市場。
 
而隨著半導體電子行業快速發展,芯片制程及封裝技術的快速迭代。MEMS硅麥克風產品在保證性能穩步提升的情況下,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用,如汽車人機交互,ANC(Active Noise Cancellation),RNC(Road Noise Control)等需求。

電容式硅麥克風工作原理
采用MEMS技術制造的硅麥克風通常由兩層平行板組成,一層為固態背板,一層為彈性的可移動膜片,膜片和背板形成可變電容器。膜片響應于入射的聲波而移動,以改變電容,并且由此產生用于表示入射聲能的電信號,實現聲音信號到電信號的轉變。
車載應用
車內多位置的硅麥克風應用,大致分為語音交互與噪聲自消除功能。   
 
 1)  語音交互:
車內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。能夠操控導航、打電話、查找附近好吃的、操作空調和車窗甚至講冷笑話等,語音交互能夠實現的功能越來越多,也呈現出逐漸取代物理按鍵和多點觸控,成為車廂內主流人機交互方式的趨勢。
 
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,從而實現降噪效果,車載ANC可用于消除發動機和傳動系統噪音等,目前一般應用在高端車型中。
解決方案
為了滿足車載應用的質量需求,敏芯及全資子公司德斯倍電子通過了車規行業的質量體系IATF16949的認證。IATF 16949是國際汽車行業的技術規范,是基于ISO9001的基礎,加進了汽車行業的技術規范。該體系旨在指導與規范企業生產按照汽車行業標準“保供”,確保能及時并可持續地提供穩定滿足質量要求的產品。
 
產品方面,敏芯推出兩款高可靠性模擬、數字MEMS硅麥克風,并均滿足汽車市場AEC-Q100/Q103可靠性要求。
 
在汽車類音頻應用領域(如用戶與智能汽車的語音交互),對MEMS麥克風的工作溫度范圍提出了更高的要求:−40至105℃(通常消費類產品的工作溫度為−40至85℃)。該麥克風的工作溫度范圍為-45至105℃,靈敏度具有高一致性,可控制在±1dB之內。
 
其次,兩款麥克風還具有130dB SPL的High AOP(Acoustic Overload Point),可以在嘈雜環境下獲取音頻指令,適合車載應用中進行語音交互。此外,兩款麥克風產品均為ANC MIC,較平的低頻頻率響應;66dB 的High SNR(Signal-Noise Ratio)。將高SNR與高AOP相結合,兩款麥克風適合作為車載,ANC應用。


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