如何將麥克風(fēng)陣列音頻信號(hào)結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)

便于座艙舒適的音頻技術(shù)


圖2：典型的CSE簡(jiǎn)化框圖

在圖2中，您會(huì)注意到，聲音由麥克風(fēng)陣列捕獲；這種情況下，陣列包括四個(gè)模擬駐極體電容麥克風(fēng)。盡管在圖2中未顯示，但典型的駐極體電容麥克風(fēng)在偏置時(shí)接近電流源。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)來自麥克風(fēng)陣列的音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后由應(yīng)用處理器處理該音頻信號(hào)。在圖2中，集成模擬前端集成在ADC中，有助于提高信噪比（SNR）并實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的音頻捕獲。請(qǐng)記住，圖2僅顯示實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的眾多方法之一。例如，您可以使用數(shù)字I2S麥克風(fēng)，但是這種替代方法比使用模擬麥克風(fēng)和多通道ADC的成本更高。應(yīng)用處理器根據(jù)處理的算法啟用CSE系統(tǒng)的特定功能。

為了減少不需要的噪聲，處理器執(zhí)行主動(dòng)降噪（ANC）算法。該系統(tǒng)旨在減少汽車座艙內(nèi)的低頻噪聲，并在汽車運(yùn)行的任何階段操作，無論音頻系統(tǒng)是開啟或關(guān)閉。麥克風(fēng)陣列從傳動(dòng)系統(tǒng)捕獲聲音，并創(chuàng)建精確定時(shí)的反相音頻信號(hào)，然后發(fā)送到放大器，以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)揚(yáng)聲器和低音炮，而不影響音樂或通話音量。為了增強(qiáng)引擎聲，處理器執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)聲音增強(qiáng)（ESE）或聲音執(zhí)行器算法，方法是通過由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和RPM確定的立體聲系統(tǒng)，播放預(yù)先記錄的引擎聲，或者讓麥克風(fēng)陣列從傳動(dòng)系統(tǒng)捕獲聲音信號(hào)，處理器放大和調(diào)諧此聲音信號(hào)，以讓司機(jī)對(duì)引擎聲不反感。為了有效地執(zhí)行高性能免提系統(tǒng)，處理器實(shí)現(xiàn)了麥克風(fēng)波束成形算法（MBF）。

想象一下從麥克風(fēng)到駕駛員面部的波束。系統(tǒng)只“聽到”存在于該光束內(nèi)的聲音并拒絕來自其他方向的聲音。麥克風(fēng)陣列中的各個(gè)麥克風(fēng)通過系統(tǒng)采樣頻率指定的極其特定的距離分離。該距離影響聲音到達(dá)每個(gè)特定麥克風(fēng)所花費(fèi)的時(shí)間，為系統(tǒng)提供關(guān)于聲源的方向和距離的足夠信息，并且拒絕該虛擬波束之外的任何聲音。來自應(yīng)用處理器的高度處理的輸出信號(hào)在音頻處理器中與用戶指定的音頻信號(hào)源（諸如來自外部源的音樂或經(jīng)由藍(lán)牙的電話交談）混合。該混合信號(hào)可能包括來自用戶選擇源（一些情況下為ANC和ESE）的每個(gè)信號(hào)，并不會(huì)干擾音樂或通話水平。放大器驅(qū)動(dòng)座艙內(nèi)的系統(tǒng)揚(yáng)聲器和低音炮。