車用級MEMS麥克風：車在傾耳聆聽

作者 : Ralf Hickl，RUTRONIK汽車業務部門(ABU)產品銷售經理

車子正在學習傾聽——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訊號可以提供有關其他道路使用者的重要資訊，從而提升不斷增強的駕駛人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：

- 透過產生反聲波而發揮作用的主動降噪(ANC)
- 道路狀況記錄
- 引擎/駕駛雜訊的頻譜分析，用於預防性維護以及狀態與故障檢測
- 緊急用車輛的警報探測，包括辨識其方向

透過AEC-Q103認證的英飛凌IM68A130A MEMS麥克風提供聆聽功能：它提供類比輸出訊號並具有整合式低雜訊前置放大器(圖1)，因而實現了只有–106dBV(A)的低雜訊層和6 dB(A)的高訊號雜訊比(SNR)。同時，其聲學超載點極限是130dBSPL(聲壓級)。這些性能特點有助於擴大聲學訊號的動態範圍，並且為非常柔和/遙遠的聲音以及非常響亮/接近的聲音提供可理解性和訊號保真度。

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圖1：TLGA封裝IM68A130A MEMS麥克風(圖片來源：Infineon)

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

對於語音辨識演算法來說，MEMS麥克風憑藉高SNR而提供可處理的資料。因此，即使以柔和的聲調說出命令也能產生良好的訊號。在車輛外面使用時，高SNR有利於採集遠處的聲音，例如接近中的應急車輛的警報器聲音。

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。使用者可以從訊號的差異中推斷出聲源的方向。可以採用數位訊號處理從麥克風陣列訊號來設置所需的方向特性(波束成形)。由於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

當需要測試和最佳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，這款套件包含了透過A²B匯流排聯網的多麥克風系統所需要的所有元件(圖2)。每個從屬模組可容納四個麥克風。從屬模組的封裝是磁性的，可以附著在車體的金屬板上(圖3)。主單元中的32位元Aurix系列微控制器負責數位訊號處理。評測套件還帶有用於各種配置(不同數量的從屬單元或從屬單元中的主動式麥克風)的樣本軟體。