符合汽車標準的MEMS麥克風 汽車在細心聆聽

作者：儒卓力汽車事業部產品銷售經理 Ralf Hickl

汽車正在學習傾聽——不僅是傾聽車內的乘客，也傾聽外部環境。這是因為來自車輛環境的聲音信號可以提供有關其他道路使用者的重要信息，從而提升不斷增強的駕駛員輔助系統和自動駕駛功能。

麥克風已經成為車輛內部的普遍配置，所有較新的車輛至少都配備了強制性eCall系統，以便在發生緊急情況時通過聲音進行溝通。新的應用接踵而來，例如：

- 通過生成反聲波而發揮作用的主動降噪（ANC）

- 道路狀況記錄

- 發動機/駕駛噪聲的頻譜分析，用于預防性維護以及狀態和故障檢測

- 應急車輛的警報探測，包括識別其方向

通過AEC-Q103認證的英飛凌IM68A130A MEMS (微機電系統)麥克風提供聆聽功能：它提供模擬輸出信號并具有集成式低噪聲前置放大器(圖1)，因而實現了只有–106 dBV(A)的低噪聲本底和68 dB(A)的高信號/噪聲比。同時，其聲學過載點極限是130 dBSPL (聲壓級)。這些性能特點有助于擴大聲學信號的動態范圍，并且為非常柔和/遙遠的聲音以及非常響亮/接近的聲音提供可理解性和信號保真度。

圖1：TLGA封裝IM68A130A MEMS麥克風 (圖片來源：英飛凌)

IM68A130A具有出色的錄音質量，外加介于10 Hz和16 kHz之間的直頻響應特性。

對于語音識別算法來說，MEMS麥克風憑借高信噪比而提供可處理的數據。因此，即使以柔和的聲調說出命令也能生成良好的信號。在車輛外面使用時，高信噪比有利于采集遠處的聲音，例如開啟警報器的應急車輛正在靠近。

多個麥克風提供更多的選擇

同時使用多個麥克風可提供更多的選擇。因為在麥克風陣列中，來自一個聲源的聲音以不同的強度和時間偏移到達各個麥克風。用戶可以從信號的差異中推斷出聲源的方向?？梢圆捎?a target="_blank">數字信號處理從麥克風陣列信號來設置所需的方向特性（波束成形）。由于其靈敏度和相位響應的公差較小，IM68A130A也非常適合在陣列中使用。

使用A2B評測套件加快上市速度

當需要測試和優化帶有多個符合汽車標準的MEMS麥克風的陣列時，英飛凌A2B評測套件是理想的選擇，這款套件包含了通過A2B總線聯網的多麥克風系統所需要的所有組件（圖2）。每個從屬模塊可容納四個麥克風。從屬模塊的封裝是磁性的，可以附著在車體的金屬板上（圖3）。主單元中的32位Aurix系列微控制器負責數字信號處理。評測套件還帶有用于各種配置（不同數量的從屬單元或從屬單元中的有源麥克風）的樣本軟件。

圖2：英飛凌A2B評測套件及其組件：(1)帶有Aurix系列微控制器的ECU主單元，(2)封裝，(3)12 V插入式電源，(4)最多四個從屬模塊之一，(5)從屬模塊的磁性封裝

圖3：四個從屬模塊在車輛外部分布的實例

A2B評測套件的目標應用包括警報器檢測、免提或語音控制，以及波束成形和主動噪聲消除。

總結

隨著車輛采用的感官感覺越來越人性化以及類別越來越多，自動化駕駛的進展就越大。英飛凌高性能模擬xenon MEMS麥克風，例如IM68A130A，能夠確保實現聲學環境的聽覺感測。儒卓力產品組合還包括更多用于汽車的傳感器產品，助力促進自動駕駛應用的發展。

審核編輯 黃宇