飞兆数字麦克风技术提升移动用户体验

时间:2012-12-03来源:电子产品世界

  典型ECM麦克风的灵敏度在-44 dBV/Pa 到 -38dBV/Pa之间,也就是说一个典型的ECM麦克风接收到1帕斯卡的声压,放大器输入端会产生-42dBV到-38dBV的平均电压波动加载在放大器前端。这里,dBV对应1Vrms,作为测量基准用于表征ECM麦克风输出电压的大小。因此,我们得到下面的等式关系:

  -42dBV=7.9mVRMS=22.5mVP-P

  由此,120dB SPL的声压被ECM麦克风接收将会产生电压:

  120dBSPL–94dBPa/SPL–42dBV/Pa=-16dBV 或者 158.4mVRMS。

  我们在前面的ECM参数表中提到的满刻度分贝值(dBFS)是指ADC输入电压与ADC参考电压比值的对数,即:

  20*log10(VIN * AV / VREF)=dBFS

  通常,放大器增益(Av)和ADC参考电压(VREF)的设置应该满足:当麦克风声压输入为120dB SPL时,VIN * AV / VREF=1。当然这些设置已经在麦克风的转换器IC中配置完成,0dBFS对应120dB SPL, -26dBFS对应94dB SPL。

  表2列出了常见声音的dB(SPL)级,有助于更好的理解上述数值。  


图5:常见声音的dB(SPL)级

  (摘自 S.S. Stevens和 F. Warshofsky的 “声音与听力”, Time-Life Books, 1965年)

  至于信噪比SNR的计算,SNR通常用dBc (c代表载波)或者dB来表示。dBc一般用来表示以噪声为基准的信号强度对数。所以,在上面的规格参数表中,SNR可表示为62dBc(A-weighted)@94dB SPL(或 相当于-26dBFS)。换言之,SNR还可以表示如下:

  62dBc(A)@94dB SPL(-26dBFS), 在 -26 dBFS/Pa 灵敏度下计算,

  SNR = (灵敏度 – 底噪),或

  0dBc(A)@32dB SPL(-88dBFS)

  SNR=0dBc即有效信号强度等于噪声强度,对应底噪为32dB(SPL),对应噪声电压=32dBSPL–94dBPA/SPL–42dBV/Pa=-104 dBV=6.3 µVRMS。从这些数值可得出,ECM数字麦克风芯片的动态输入压力范围为32-120dB(SPL)。

  5. 总结

  高性能数字麦克风技术对提高移动设备的音频质量,提供更丰富的用户体验至关重要。数字技术能够提供更多的功能,如噪声消除和过滤,或整合多个数字麦克风来实现更好的噪声消除性能和更好的拾音方向性能。由于便携式设备广泛用于各种嘈杂的环境,加之移动电话和多方通话服务对更高音质不断提高的迫切需求,更先进的数字麦克风技术必将全面赢得市场。

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关键词: 飞兆 麦克风 A/D ECM

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