低功耗骨传导 MEMS 麦克风,用于在可穿戴设备中捕捉清晰语音

导言

可穿戴设备和可听设备的语音交互一直面临着挑战: 如何在抑制环境噪音的同时清晰地捕捉用户自己的声音所有这些都受到严格的功率和尺寸限制。

传统的气导麦克风在嘈杂的环境中难以发挥作用。 骨传导麦克风相比之下,它能感知通过人体传播的振动,提供更高的 自声噪声比.

目前 WBC252-01GD 骨传导 MEMS 麦克风无锡硅源科技有限公司(SISTC(无锡硅源科技有限公司) 正是为此目的而设计的。具有 超低功耗它具有体积小、振动灵敏度高的特点,可为下一代可穿戴设备和电池供电设备提供可靠的语音拾取功能。

什么是 WBC252-01GD?

WBC252-01GD 是一款 基于 MEMS 的骨传导麦克风在技术上,它是一个高灵敏度的加速度计,针对声带振动进行了优化。

它不是捕捉空气传播的声音,而是检测 机械振动 用户的语音通过头骨或耳道产生。这种方法大大降低了环境噪声的影响。

产品页面(内部链接):
https://sistc.com/product/smart-mems-microphone/

骨传导拾音技术的主要优势

1.非凡的声音清晰度

骨传导传感技术可自然减弱环境噪音:

  • 自身声音与环境声音比率高
  • 在多风或拥挤的环境中具有很强的抗噪能力
  • 即使捂住嘴巴也能稳定拾音

因此,骨传导麦克风适用于 可听设备、耳机和智能可穿戴设备.

有关骨传导原理的一般解释,请参阅:
https://en.wikipedia.org/wiki/Bone_conduction

2.超低功耗

电源效率对始终在线的可穿戴设备至关重要:

  • 工作电流 120-200 µA
  • 电源电压 1.6 V 至 3.6 V
  • 针对电池供电系统进行了优化

这样,麦克风就可以持续工作,而不会对电池寿命产生重大影响。

了解可穿戴设备低功耗传感器设计的背景:
https://www.arm.com/markets/iot/wearables

3.高灵敏度、低噪音

WBC252-01GD 集振动灵敏度和低噪音性能于一身:

  • 灵敏度(Z 轴): -25 dBV/g(典型值)
  • 信噪比: 73 分贝
  • 噪音密度低至 2 µg/√Hz @ 2 kHz

这些特性可确保在整个语音频段内准确提取语音。

有关 MEMS 加速计噪声和灵敏度的参考资料:
https://www.analog.com/en/technical-articles/understanding-noise-in-mems-inertial-sensors.html

典型应用

WBC252-01GD 具有坚固耐用和高效的特点,非常适合以下应用:

  • TWS 耳机和可听设备
  • 助听器
  • 智能眼镜和 AR 可穿戴设备
  • 移动电话(降噪)
  • 健康监测和人体振动检测

骨传导传感技术在语音可穿戴设备中的应用越来越广泛:
https://www.eetimes.com/bone-conduction-technology-expands-wearable-design-options/

系统集成的优势

从硬件设计的角度来看,WBC252-01GD 具有以下特点:

  • 紧凑型封装: 3.5 × 2.65 × 1.30 毫米
  • 简单的模拟输出接口
  • 与标准 SMT 回流工艺兼容
  • 与音频编解码器和低功耗 MCU 轻松集成

适当的电源去耦和低频滚降滤波等设计准则有助于实现终端产品的最佳性能。

关于一般的可穿戴音频系统设计考虑因素:
https://www.ti.com/lit/wp/slyt742/slyt742.pdf

为什么骨传导能与语音人工智能相辅相成?

在现代语音系统中、 信号质量直接影响唤醒词检测和语音识别的准确性.

通过将骨传导麦克风与..:

  • 空气传导麦克风
  • DSP 降噪
  • 边缘人工智能或唤醒引擎

设计人员可以在实际环境中实现卓越的语音鲁棒性。

有关多麦克风语音捕捉策略的概述:
https://developer.qualcomm.com/software/voice-audio-technologies

结论

目前 WBC252-01GD 骨传导 MEMS 麦克风 提供以下功能的强大组合 清晰的自选声音, 超低功耗运行外形紧凑.

对于在嘈杂环境中工作的可穿戴设备、可听设备和声控设备的设计人员来说,骨传导技术具有决定性的优势,而 WBC252-01GD 则提供了一种可投入生产的解决方案。

了解有关 SISTC 麦克风解决方案的更多信息:
骨传导 MEMS 麦克风 - SILICON SOURCE

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