如何將麥克風陣列音頻信號結合數(shù)字化設計

便于座艙舒適的音頻技術


圖2：典型的CSE簡化框圖

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

模數(shù)轉換器（ADC）對來自麥克風陣列的音頻信號進行數(shù)字化，然后由應用處理器處理該音頻信號。在圖2中，集成模擬前端集成在ADC中，有助于提高信噪比（SNR）并實現(xiàn)更高質(zhì)量的音頻捕獲。請記住，圖2僅顯示實現(xiàn)這一目標的眾多方法之一。例如，您可以使用數(shù)字I2S麥克風，但是這種替代方法比使用模擬麥克風和多通道ADC的成本更高。應用處理器根據(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，并在汽車運行的任何階段操作，無論音頻系統(tǒng)是開啟或關閉。麥克風陣列從傳動系統(tǒng)捕獲聲音，并創(chuàng)建精確定時的反相音頻信號，然后發(fā)送到放大器，以驅(qū)動系統(tǒng)揚聲器和低音炮，而不影響音樂或通話音量。為了增強引擎聲，處理器執(zhí)行發(fā)動機聲音增強（ESE）或聲音執(zhí)行器算法，方法是通過由發(fā)動機負載和RPM確定的立體聲系統(tǒng)，播放預先記錄的引擎聲，或者讓麥克風陣列從傳動系統(tǒng)捕獲聲音信號，處理器放大和調(diào)諧此聲音信號，以讓司機對引擎聲不反感。為了有效地執(zhí)行高性能免提系統(tǒng)，處理器實現(xiàn)了麥克風波束成形算法（MBF）。

想象一下從麥克風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。麥克風陣列中的各個麥克風通過系統(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每個特定麥克風所花費的時間，為系統(tǒng)提供關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。來自應用處理器的高度處理的輸出信號在音頻處理器中與用戶指定的音頻信號源（諸如來自外部源的音樂或經(jīng)由藍牙的電話交談）混合。該混合信號可能包括來自用戶選擇源（一些情況下為ANC和ESE）的每個信號，并不會干擾音樂或通話水平。放大器驅(qū)動座艙內(nèi)的系統(tǒng)揚聲器和低音炮。