图1:商业化的TWS耳塞(图片出处:苹果公司)
主动降噪 (ANC) 是无线耳塞的一个理想功能,它能成功地降低背景噪音和风噪声,但同时也会降低声音接收。由于这个问题,在语音通话时,ANC经常被关闭[1]。为了克服这一局限性,一种新型的MEMS器件会通过骨骼和头骨振动直接捕捉声音,它被称为“语音拾取传感器 (VPU)”[2]或“语音拾取加速计”[1],简称为“加速计”[3],由一个具有MEMS麦克风频率特性的MEMS加速计构成。基本上,该器件是麦克风和加速计的混合体。一个简化的VPU传感器包括一个改良的MEMS麦克风(麦克风的膜片上附着一个质量块)和一个密闭的声音端口(图2)。图2:MEMS麦克风(左)和语音拾取 (VPU) 骨传感器(右)示意图。注意VPU上增加的质量块和缺失的声音端口。
除了经改进的语音检测功能和背景噪声免疫,VPU在主动降噪应用中还有一些其他优势:● 支持轻敲检测:这提供了一种交互方式来控制设备,例如轻触一次可以增加扬声器音量,轻触两次可以降低音量;
● 语音打断功能:即使在内部扬声器播放音乐时,VPU也能拾取语音活动,这意味着,即使在听吵闹的音乐时,依然可以听到谈话声;
● 由于没有使用或需要声音端口,VPU可以被完全密封包裹起来,更好地保护它免受外部环境污染。
图3:MEMS+ VPU模型 (图中所示为器件的1/4)
MEMS+®是CoventorMP®MEMS设计平台的一种工具,可用于设计MEMS麦克风、加速计和VPU传感器。MEMS+ VPU模型如图3所示。该模型能准确再现器件的非线性行为,这在电路和系统级设计中是至关重要的。同时,该模型还完全参数化,支持多物理建模。目前,MEMS设计软件的最新版本CoventorMP 2.0也已发布。该版本允许在MEMS设计中使用充电源,这是在实际配置中测试MEMS麦克风和VPU的关键。CoventorMP中的每一项功能都可以用于设计和开发高度先进的下一代语音检测设备。参考资料:
[1] Vesper white paper, Voice Accelerometers in TWS Earbuds, A Sensor and Algorithm Perspective
[2] Paul Clemens, Sonion Voice Pick up (VPU) Sensor, TDK Developers Conference 2018, Santa Clara Marriott, September 17-18, 2018
[3] ST-Microelectronic brochure, LIS25BA, Low-noise, high-bandwidth accelerometer with TDM interface
原文链接: https://www.coventor.com/blog/make-voice-heard-latest-advances-mems-voic...