如今大多數(shù)IoT類設備都具有語音喚醒和聲控的功能,如天貓精靈、百度音箱等。
這類設備中都集成了麥克風和喇叭等電聲器件,其中麥克風用于識別用戶的聲音,喇叭用于播放設備對用戶指令的反應。麥克風的性能是影響語音喚醒率高低的重要因數(shù),而喇叭的性能會影響打斷喚醒率和用戶的主觀體驗。接下來將分兩篇文章對麥克風和喇叭的一些主要性能參數(shù)進行解析,給大家在產(chǎn)品設計時選擇聲學器件提供一些幫助。
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麥克風的主要性能評測參數(shù):靈敏度、頻率響應曲線、信噪比、總諧波失真、最大聲壓級、相位、指向性
靈敏度
麥克風靈敏度是指在 94dB聲壓級條件下,使用1kHz頻率進行測量時,麥克風的開路輸出電壓幅度的大小。靈敏度是表征麥克風聲電轉(zhuǎn)換能力的一個指標,靈敏度越高,代表麥克風的輸出信號越大,聲音也越大。
模擬麥克風的靈敏度通常表示為相對于1V有效值信號的分貝數(shù),而數(shù)字麥克風的靈敏度通常表示為相對于麥克風全量程輸出的分貝數(shù)。如常見模擬麥克風的靈敏度為-38dBV、-42dBV,數(shù)字麥克風的靈敏度為-26dBFS 等。在規(guī)格書中描述如下圖所示:

頻率響應曲線
麥克風靈敏度隨頻率變化的特性稱為麥克風的頻率響應特性,也稱為麥克風的頻響曲線。麥克風在接受到不同頻率聲音時,輸出信號的幅度會隨著頻率的變化而發(fā)生增大或減小。如無特殊要求,應盡量選擇頻響平直的麥克風。

信噪比
麥克風的信噪比是指麥克風的靈敏度與固有噪聲的比值,單位為dB(A)。
信號比通常是麥克風最重要的性能指標,信噪比越高的麥克風,則其拾取聲音的清晰度越高,在智能家居產(chǎn)品上,如有遠距離的拾音需求,應盡量選擇高信噪比的麥克風,目前硅麥克風的信噪比通常在58dB~70dB之間。
總諧波失真
總諧波失真(THD)是指由諧波失真產(chǎn)生輸出信號的有效值與總輸出信號的有效值之比。是麥克風拾音精確度的指標,通常在94~100dB SPL聲壓范圍內(nèi)測量,表示在正常聲壓級條件下聲音信號的品質(zhì)。THD越低,聲音質(zhì)量越好。
最大聲壓級
在麥克風聲壓級開始接近最大聲壓級之前失真通常不會隨著聲壓級升高而大幅增加,但是,當達到最大聲壓級時,失真開始快速升高。麥克風聲學過載點通常是指失真達到10%時的聲壓級。是表征麥克風能夠拾取的最大聲音的能力
相位
對于麥克風來說,我們通常更關注相位的一致性,特別是對于多麥克風陣列的設計。以下是典型的駐極體麥克風和硅麥克風的相位,硅麥克風的相位一致性好于駐極體麥克風。

指向性
指向性表示麥克風的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性,一般包括全指向,雙指向和單指向性(心型,超心型和槍型等)。

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