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麦克风咪头规格指标对于耳机降噪效果的影响

澳士堡 2022-11-11 15:34 阅读:-

麦克风咪头几个重要的指标包括:信噪比(SNR),声学过载点(AOP),总谐波失真(THD),截止频率,灵敏度,相位响应,群时延和电流消耗。

麦克风咪头规格指标对于耳机降噪的设计而言,尽管所有这些规范都起作用,但影响麦克风选择的关键参数是信噪比(SNR)、声学过载点(AOP)、

截止频率、相位响应、群延迟和电流消耗,当然不同产品的截止频率和相位响应的差异也非常重要。


信噪比(SNR):麦克风的固有本底噪声需要低于周围环境噪声,以便可靠地捕获噪声信号;

因此在安静的环境中,需要具有高SNR的麦克风,如果麦克风的SNR较高,则噪声消除算法的实现将变得更加容易;

举例一只50dB SNR的MIC,其本底噪声级为44dBSPL,如果环境噪声低于此数值,MIC噪声就高于环境噪声,算法降噪就很难实现;

但如果SNR为70dB,则其本底噪声级为24dBSPL,这个数值低于日常生活中的绝大多数噪声环境,已经接近消声室水平了,算法实现降噪会更容易。


声学过载点(AOP):当距离扬声器足够近时,麦克风可能拾取到很大的声压(小空间中有时是膜挠动),以致超过麦克风的AOP;

当声压超过AOP时,失真会大幅提高,如10%以上的失真,这样就很难完全消除耳机中的噪音;

所以,需要分析麦克风的THD与SPL(声压级)曲线,并选择失真度低(<1%)的麦克风咪头;

麦克风咪头的AOP必须足够高,以捕获周围环境中所有嘈杂噪声。


截止频率:麦克风将需要具有较低的截止频率规格(30Hz或更低),以便还可以可靠地捕获低频噪声信号;

如果截止频率较高,则ANC系统将无法有效去除非常低频的噪声信号;

如果多个麦克风之间的截止频率变化很大,则ANC算法的实现将变得富有挑战性;

并且耳机的低频噪声消除性能将不一致,所以对于截止频率的公差必须非常严格。


相位响应:相位响应是整个音频频带上的相位变化;

麦克风的相位响应曲线使您可以深入了解麦克风如何处理输入信号的不同频率分量之间的相位关系。


群延迟:是麦克风的频率相关延迟,是相位响应的导数,它描述了不同频率的响应通过麦克风从声学输入到电子输出时所引起的时间延迟;

有必要将群延迟保持在最小且在整个频率上保持恒定,以防止由于相位失准而导致输出信号失真;

如果麦克风测量到的噪声信号已经失真,则无法进行有效消除。所以只有截止频率,相位响应曲线的变差很小,ANC算法才可以有效地从系统中消除噪声。


电流消耗:电流消耗是选择麦克风时要考虑的非常关键的规格,特别是对于始终开启和电池供电的耳机应用;

需要睡眠/待机模式以节省一段时间的功耗,并且可以延长系统的电池寿命;

麦克风的电流消耗是工作时钟频率的函数,某些数据表清楚地表明了当麦克风以较低的时钟频率工作以节省功耗,这需要与性能进取舍。


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