在设计音频系统时，工程师通常需要在以下两者之间做出选择： 麦克风阵列 和一个 声卡（音频接口）. 虽然两者都与音频采集有关，但它们的用途却截然不同。.

声卡主要负责 音频输入、输出和信号转换, ，而麦克风阵列则是将多个麦克风组合在一起，通过 空间处理、波束成形、降噪、声回波消除（AEC）以及其他DSP算法 以改善在真实环境中的语音采集效果。.

对于个人录音或简单的电脑音频采集，声卡可能是合适的选择。对于 远场语音拾音、视频会议、智能设备、AI语音界面、机器人以及专业网络音频系统, 这种情况下，麦克风阵列通常是更合适的选择。.

在本指南中，我们将对麦克风阵列和声卡进行比较，并解释现代 MEMS 麦克风阵列 与波束成形、DSP、AES67、Dante、以太网及其他音频技术集成。.

简答：麦克风阵列与声卡的对比

声卡主要是一种音频接口，而麦克风阵列则是一种智能音频前端。.

声卡主要用于音频输入/输出和信号转换。麦克风阵列通过多个麦克风和空间算法来确定声音的来源，从而更好地捕捉目标人声或声源。.

简而言之：

声卡 = 音频接口

麦克风阵列 = 智能音频采集系统

如果您正在搭建一套录音系统，声卡或专业音频接口可能是更好的选择。.

如果您正在开发需要远场拾音、波束成形、回声消除（AEC）或声源定位功能的会议系统、智能设备、AI语音产品、机器人或联网音频系统，麦克风阵列通常是更合适的选择。.

要点总结

• 微机电系统 声卡 主要提供音频输入、输出和信号转换功能。.
• 微机电系统 麦克风阵列 使用多个麦克风来采集空间音频信息。.
• 由于体积小巧、性能稳定且功耗低，MEMS 麦克风在麦克风阵列中得到了广泛应用。.
• 波束成形技术可以增强来自特定方向的声音，并降低来自其他方向的干扰声。.
• 麦克风阵列在以下方面特别有用： 远场语音拾取.
• 麦克风数量越多，并不一定意味着性能就越好。阵列几何结构、麦克风间距、麦克风匹配、声学设计和DSP同样重要。.
• 现代麦克风阵列支持以下接口，例如 PDM、I²S、USB、以太网、Dante 和 AES67, ，具体取决于系统架构。.
• 最佳解决方案取决于具体应用场景、声学环境、拾音距离、连接方式、功耗以及集成要求。.

1. 什么是麦克风阵列？

麦克风阵列是一种采用以下技术的音频采集系统： 按照特定几何图案排列的多支麦克风.

该阵列不依赖单个麦克风，而是采集多个同步的音频信号。随后，这些信号可通过数字信号处理算法进行处理，以提升拾音效果并提供空间信息。.

麦克风阵列可包括：

• 多个 MEMS 麦克风
• 模拟或数字麦克风接口
• 麦克风同步
• 波束成形
• 降低噪音
• 回声消除（AEC)。
• 自动增益控制 (AGC)
• 语音活动检测 (VAD)
• 到达方向 (DOA)
• 语音增强
• USB、PDM、I²S、UART、以太网、Dante 或其他接口

常见的麦克风阵列几何结构包括：

• 线性阵列
• 圆形阵列
• 矩形数组
• 十字形阵列
• 自定义多维数组

几何结构不仅仅是一个机械层面的决策。它直接影响空间采样、波束成形性能、覆盖范围以及系统的整体声学特性。.

2. 什么是声卡？

声卡，也称为 音频接口, 主要用于处理音频输入和输出。.

其主要功能通常包括：

• 模数转换（ADC）
• 数模转换（DAC）
• 麦克风输入
• 线路输入
• 耳机输出
• 扬声器输出
• 音频路由
• USB、PCIe 或其他主机连接方式

例如，USB声卡可以将麦克风连接到计算机，并将输入的音频信号转换为数字音频。.

声卡可以提供出色的音质，但它本身并不具备空间麦克风处理功能。.

这由此产生了一个重要的区别：

声卡主要用于将音频输入和输出到系统中。麦克风阵列则主要用于更有效地捕捉目标声源。.

3. 麦克风阵列与声卡：主要区别

关键在于，麦克风阵列和声卡是 不一定是竞争产品.

它们也可以作为同一音响系统中的互补组件。.

4. 为什么麦克风阵列更适合远场拾音？

随着说话者与麦克风之间的距离增大，远场拾音的难度也会越来越大。.

当一个人在麦克风附近说话时，与背景噪声相比，语音信号相对较强。.

然而，在几米之外，该系统可能需要应对以下情况：

• 背景噪音
• 室内混响
• 暖通空调噪音
• 多种音源
• 扬声器播放
• 声回波
• 墙壁和家具上的倒影
• 较低的信噪比

单个麦克风所能获取的关于这些声源的空间信息是有限的。.

麦克风阵列可提供多个同步信号。通过分析各麦克风之间的差异，系统能够估算入射声音的方向并进行空间处理。.

这是其背后的基本原则之一 麦克风阵列波束成形.

5. 麦克风阵列波束成形的工作原理是什么？

波束成形技术通过整合来自多个麦克风的信号，从而突出来自目标方向的声音。.

设想一个会议室，演讲者距离麦克风阵列有几米远。.

由于麦克风在物理上彼此分离，因此说话者的声音到达每个麦克风的时间会略有不同。.

DSP算法可以分析这些差异，并将信号进行合成，从而增强所需的语音信号，同时抑制来自其他方向的干扰信号。.

一个简化的信号处理链可能如下所示：

MEMS 麦克风 → 同步 → 波束成形 → 降噪 → 回声消除 (AEC) → 语音增强 → 音频输出

确切的处理顺序取决于系统架构和算法的实现方式。.

波束成形性能取决于以下几个因素：

• 麦克风数量
• 麦克风间距
• 阵列几何
• 麦克风灵敏度匹配
• 相响应
• 声学箱体
• DSP算法
• 目标频率范围
• 背景噪音
• 房间声学

因此，仅仅增加麦克风的数量，并不一定就能形成更好的麦克风阵列。.

6. 4 麦克风 vs简体中文（大陆） 8 麦克风 麦克风阵列

在麦克风阵列设计中，最常见的问题之一是：

我应该使用4麦克风阵列还是8麦克风阵列？

对此没有放之四海皆准的答案。.

微机电系统 4-Mic 麦克风阵列 适用于：

• 紧凑型产品
• 注重成本的设计
• 嵌入式应用
• 降低功耗
• 更小的PCB布局
• 基本空间覆盖范围

一个 8-Mic 麦克风阵列 提供了更多的空间采样点，并能为高级波束成形和到达方向应用提供更大的灵活性。.

不过：

8个麦克风并不一定意味着性能是4个麦克风的两倍。.

最终性能取决于整个系统：

麦克风数量 + 阵列几何结构 + 间距 + 声学设计 + DSP

在特定应用场景下，一个设计精良的4麦克风阵列的表现可能优于一个设计欠佳的8麦克风阵列。.

如需详细对比，请参阅我们的指南： 4麦克风阵列与8麦克风阵列.

7. 为什么MEMS麦克风在麦克风阵列中得到广泛应用？

MEMS 麦克风特别适合用于麦克风阵列应用，因为它们既结构紧凑，又能保持稳定的性能。.

主要特征包括：

• 小巧的包装尺寸
• 设备间的一致性良好
• 低功耗
• 可靠性高
• 数字 PDM 输出选项
• 模拟输出选项
• 轻松实现PCB集成

对于阵列应用而言，麦克风匹配尤为重要。.

如果各个麦克风在灵敏度或频率响应方面存在显著差异，可能会影响波束成形及其他空间算法的性能。.

因此，应将麦克风选型、阵列设计、PCB布局、声学设计和DSP视为一个集成系统。.

8. 会议系统中麦克风阵列与声卡的对比

会议系统的要求与个人录音系统的要求大不相同。.

会议麦克风可能需要：

• 捕捉几米外的人声
• 支持多个扬声器
• 减少背景噪音
• 减少混响
• 抑制声回波
• 确定声音方向
• 连接到集中式DSP
• 与专业网络音频系统集成

麦克风阵列的设计正是基于这些要求。.

一种典型的智能会议麦克风架构可能如下所示：

MEMS 麦克风阵列 → 波束成形 → 降噪 → 回声消除 → 语音增强 → USB / Dante / AES67

这使得麦克风系统能够成为音频处理链中的一个积极组成部分，而不仅仅是作为音频输入设备。.

9. 麦克风阵列能取代声卡吗？

有时是，但并非总是如此。.

麦克风阵列和声卡的功能各不相同。.

某些麦克风阵列配备了USB音频接口或基于以太网的网络音频功能，因此可以作为音频输入设备使用。.

不过，它们并不一定旨在取代专业的录音接口。.

用于个人录音

音乐家可能需要：

• 高品质模数转换器
• 多个模拟输入
• 仪器输入
• 耳机监听
• 低延迟录制

对于这种应用场景，专业音频接口通常更为合适。.

适用于会议系统

一个会议系统可能需要：

• 远场语音拾取
• 波束成形
• AEC
• 降低噪音
• 支持多扬声器

通常来说，麦克风阵列更为合适。.

人工智能语音设备

一款人工智能语音设备可能需要：

• 低功耗MEMS麦克风
• 远场拾音器
• 波束成形
• 降低噪音
• 语音增强
• 唤醒词处理
• 紧凑型机械集成

因此，麦克风阵列是一种更自然的架构。.

10. 从 USB 音频到网络音频

传统的USB麦克风非常方便，因为它们可以直接连接到电脑上。.

然而，专业的音视频系统通常需要更具可扩展性的解决方案。.

较大的安装可能需要：

• 集中式音频路由
• 多个麦克风位置
• 长距离数字音频传输
• 网络同步
• 远程配置
• 与DSP和混音系统的集成

这就是 IP音频 变得重要。.

网络麦克风无需将每个麦克风直接连接到本地计算机，而是可以通过以太网传输数字音频。.

根据系统架构的不同，这可能涉及以下技术：

• Dante
• AES67
• 其他基于IP的音频传输技术

11. 什么是 AES67？

AES67 是一项关于 高性能IP音频互操作性.

该标准定义了可互操作的网络音频的技术方案，涵盖以下领域：

• 音频传输
• 同步
• 媒体时钟
• 流媒体
• 会议简介
• 网络音频互操作性

对于麦克风阵列制造商而言，AES67 为将网络麦克风集成到专业的IP音频环境中提供了一条途径。.

不过，工程师应始终核实特定设备的实际实现情况，因为不同产品对AES67的支持能力可能有所不同。.

12. 什么是但丁？

Dante 是一种广泛应用的网络音频技术及生态系统，用于通过 IP 网络传输数字音频。.

支持 Dante 协议的麦克风可通过以太网将数字音频传输至兼容的网络音频设备。.

根据具体产品不同，Dante麦克风可能支持：

• 网络音频传输
• 音频路由
• 设备发现
• 同步
• PoE
• 与专业音视频系统的集成

因此，Dante 麦克风阵列可以按以下方式构建：

MEMS 麦克风阵列 → DSP → Dante 接口 → 以太网 → 网络交换机 → DSP / 调音台 / 计算机

这种架构可以简化布线，并使分布式麦克风系统更易于集成。.

13. AES67 与 Dante：两者有何区别？

AES67 和 Dante 都与网络音频相关，但它们并非相同的技术。.

AES67 是一项专注于高性能 IP 音频互操作性的标准。.

Dante 是一个更广泛的网络音频平台和生态系统。.

部分支持 Dante 的产品支持 AES67 互操作性，但具体功能取决于具体的硬件和固件实现。.

因此，在选择网络麦克风时，工程师应检查以下几点：

• 但丁支持
• 支持 AES67
• 多播功能
• 单播功能
• 采样率
• 通道计数
• 网络配置
• 同步
• PoE 要求
• 与现有网络音频系统的兼容性

如需了解更多信息，请参阅我们的详细指南：

AES67 与 Dante：网络音频方面有何区别？

14. 为什么要将MEMS麦克风与Dante或AES67结合使用？

将MEMS麦克风阵列与网络音频技术相结合，可构建一个完整的智能音频前端。.

麦克风阵列负责声学处理：

• 语音捕捉
• 波束成形
• 降低噪音
• AEC
• 语音增强
• 声源定位

网络接口负责处理连接：

• 以太网传输
• 音频路由
• 网络同步
• 系统集成
• 集中式音频分配

一种简化的架构如下：

MEMS 麦克风
↓
麦克风阵列
↓
波束成形 / 数字信号处理
↓
AEC / 降噪 / 语音增强
↓
Dante / AES67
↓
网络音频系统

这种架构对于分布式音频系统特别有用，在该类系统中，多个麦克风位置需要连接到集中式的DSP或专业音视频设备。.

15. 麦克风阵列的应用

麦克风阵列的应用范围正日益扩大。.

视频会议

麦克风阵列可为会议室提供远场拾音、波束成形、回声消除（AEC）和降噪功能。.

智能教室

阵列可从不同位置捕捉教师和学生的声音，同时与集中式音频系统集成。.

人工智能语音设备

紧凑型MEMS阵列为语音交互和语音处理提供了所需的音频前端。.

智能家居设备

当用户不在设备正前方时，麦克风阵列可以改善语音拾音效果。.

机器人

麦克风阵列可为智能机器人提供声源定位和声学感知功能。.

工业语音控制

在存在背景噪音的环境中，阵列有助于捕捉语音指令。.

专业音视频

支持 Dante 或 AES67 协议的麦克风阵列可集成到专业网络音频系统中。.

16. 如何在麦克风阵列和声卡之间做出选择

合适的解决方案取决于您的系统需要实现什么目标。.

何时应选择声卡/音频接口：

• 你主要需要音频输入和输出。.
• 麦克风离扬声器比较近。.
• 您需要模拟麦克风或乐器输入接口。.
• 您正在搭建一个录音棚或录音系统。.
• 空间音频处理并非主要要求。.

何时应选择麦克风阵列：

• 你需要远场语音拾音功能。.
• 扬声器可能距离几米远。.
• 你需要波束成形技术。.
• 背景噪音是一个值得关注的问题。.
• 需要声学回声消除功能。.
• 你需要进行声源定位。.
• 该麦克风需要嵌入到智能设备或机器人中。.
• 你需要一个集成的DSP音频前端。.

在以下情况下选择网络麦克风阵列：

• 您的系统采用基于以太网的音频技术。.
• 需要连接多个麦克风位置。.
• 需要集中式音频路由。.
• 您正在与专业音视频设备进行集成。.
• Dante 或 AES67 是网络音频架构的一部分。.

17. 向麦克风阵列供应商应询问哪些问题？

在评估麦克风阵列时，不应仅将麦克风数量作为唯一考量因素。.

工程师还应询问以下内容。.

声学性能

• 建议的取件距离是多少？
• 有效远场拾音范围是多少？
• 该阵列在混响环境中的表现如何？
• 什么是信噪比？
• 最大声学输入级是多少？

阵列设计

• 麦克风的间距是多少？
• 数组的几何结构是什么？
• 这些麦克风是出厂配对的吗？
• 需要进行校准吗？
• 麦克风的间距可以自定义吗？

DSP

• 是否包含波束成形功能？
• 是否包含降噪功能？
• AEC包含在内吗？
• 是否包含AGC？
• 是否支持语音增强功能？
• 支持 DOA 吗？

界面

该系统是否支持：

• PDM？
• I²S？
• USB？
• UART？
• 以太网？
• 但丁？
• AES67？

整合

询问供应商是否提供：

• SDK 支持
• DSP 定制
• 数组几何形状自定义
• PCB定制
• 机械集成支持
• OEM/ODM开发

与单纯比较麦克风数量或单价相比，这些问题为评估麦克风阵列提供了更可靠的基础。.

18. 麦克风阵列与声卡：该选哪一个？

答案取决于具体应用场景。.

关键在于使技术与系统架构相匹配。.

19. 麦克风阵列与声卡：最终结论

麦克风阵列和声卡分别用于解决不同的问题。.

微机电系统 声卡或音频接口 主要负责音频输入、输出和信号转换。.

微机电系统 麦克风阵列 该设计通过将多个麦克风与空间处理及DSP相结合，旨在提升声音采集效果。.

适用于：

• 录音棚录音
• 音乐制作
• 乐器录音
• PC 音频基础

音频接口可能是更好的解决方案。.

适用于：

• 远场语音拾取
• 视频会议
• 智能教室
• 人工智能语音设备
• 智能家居产品
• 机器人
• 智能音频系统
• 专业网络音频

麦克风阵列能够提供传统声卡本身不具备的功能。.

随着音频系统日益智能化和联网化，麦克风已不再仅仅是一个输入组件。.

它可能会变成一个 智能音频前端 它在信号到达主系统之前进行声学处理。.

常见问题

麦克风阵列和声卡有什么区别？

声卡主要用于处理音频输入、输出和信号转换。麦克风阵列通过多个麦克风和DSP算法，实现空间声音采集并提升拾音效果。.

麦克风阵列能代替声卡吗？

有时。配备 USB 或网络音频连接功能的麦克风阵列可以作为音频输入设备使用，但其主要设计目的是用于智能语音采集，而非录音室级别的音频输入/输出。.

麦克风阵列在远场拾音方面表现是否更佳？

一般来说，是的。多个麦克风可提供空间信息，波束成形和其他DSP算法可利用这些信息来提高远距离拾音效果。.

8麦克风阵列的性能是否总是优于4麦克风阵列？

不。麦克风数量只是其中一个因素。阵列几何结构、麦克风间距、麦克风匹配、声学设计以及DSP算法都会对性能产生重大影响。.

AES67 和 Dante 之间有什么区别？

AES67 是一项专注于高性能 IP 音频互操作性的标准，而 Dante 则是一个更广泛的网络音频平台和生态系统。部分 Dante 设备根据其具体实现情况，支持 AES67 互操作性。.

什么是丹特麦克风？

Dante 麦克风是指一种利用 Dante 网络音频技术通过以太网传输数字音频的麦克风或麦克风阵列。.

麦克风阵列能否同时支持Dante和AES67？

某些网络麦克风阵列可以同时支持这两种协议，但这取决于具体的硬件和固件架构。请务必向制造商确认支持的协议。.

哪种麦克风阵列最适合会议系统？

并没有一种适用于所有会议室的最佳配置。合适的解决方案取决于会议室大小、发言者距离、背景噪声、混响、所需覆盖范围、麦克风数量、DSP要求以及网络连接情况。.

SISTC 麦克风阵列解决方案

SISTC 开发 MEMS 麦克风和麦克风阵列解决方案 适用于需要可靠语音采集、空间音频处理和系统级集成的应用场景。.

我们的解决方案可根据不同的需求进行设计，包括：

• 4麦克风和8麦克风配置
• 线性阵列和自定义阵列几何形状
• 远场语音拾取
• 波束成形
• 降低噪音
• 声学回声消除
• 语音增强
• 声源定位
• USB音频
• 基于以太网的音频
• Dante / AES67 网络音频架构
• OEM/ODM定制

从MEMS麦克风本身到麦克风阵列、DSP、声学设计以及系统接口，我们能够为客户提供定制化音频前端解决方案的开发支持。.

结论

将麦克风阵列与声卡进行比较，并非仅仅是讨论哪种技术更优越。.

更重要的是：

您的音响系统需要实现什么功能？

如果主要需求是音频转换和输入/输出，那么声卡或音频接口可能是合适的选择。.

如果系统需要从远处采集语音、识别声音方向、抑制不需要的噪声、处理声学回声，或者连接到现代网络音频基础设施，麦克风阵列便提供了一种截然不同的解决方案。.

从单支麦克风到 MEMS 麦克风阵列，, 智能DSP，, 波束成形, ，以及Dante和AES67等网络音频技术 正在为专业和嵌入式应用开发新一代智能音频前端。.

如果您正在开发一款新的麦克风阵列产品，或者正在寻找定制化的MEMS麦克风解决方案，关键在于评估 麦克风、阵列几何结构、声学设计、DSP 和接口，共同构成一个完整的系统.