高可靠性電容式MEMS麥克風(fēng)在車載中的應(yīng)用

采用MEMS技術(shù)制造的電容式硅麥克風(fēng)在小型化、性能、可靠性、環(huán)境耐受性、成本及量產(chǎn)能力上與ECM（Electret Capacitance Microphone）相比具有巨大優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA（Personal Digital Assistant）、耳機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。

電容式MEMS麥克風(fēng)

采用MEMS技術(shù)制造的電容式硅麥克風(fēng)在小型化、性能、可靠性、環(huán)境耐受性、成本及量產(chǎn)能力上與ECM（Electret Capacitance Microphone）相比具有巨大優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)推出變迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA（Personal Digital Assistant）、耳機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。

而隨著半導(dǎo)體電子行業(yè)快速發(fā)展，芯片制程及封裝技術(shù)的快速迭代。MEMS硅麥克風(fēng)產(chǎn)品在保證性能穩(wěn)步提升的情況下，芯片及封裝成品的可靠性均得到很大的提升，已可滿足于更高可靠性、更高性能要求的汽車應(yīng)用，如汽車人機(jī)交互，ANC（Active Noise Cancellation），RNC（Road Noise Control）等需求。

電容式MEMS麥克風(fēng)工作原理

采用MEMS技術(shù)制造的硅麥克風(fēng)通常由兩層平行板組成，一層為固態(tài)背板，一層為彈性的可移動(dòng)膜片，膜片和背板形成可變電容器。膜片響應(yīng)于入射的聲波而移動(dòng)，以改變電容，并且由此產(chǎn)生用于表示入射聲能的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。

車內(nèi)多位置的MEMS麥克風(fēng)應(yīng)用，大致分為語音交互與噪聲自消除功能。   

車載應(yīng)用

 1）  語音交互：

車內(nèi)多位置的語音交互是智能座艙的入口，包括語音識(shí)別、喚醒、定位等功能。能夠操控導(dǎo)航、打電話、查找附近好吃的、操作空調(diào)和車窗甚至講冷笑話等，語音交互能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多，也呈現(xiàn)出逐漸取代物理按鍵和多點(diǎn)觸控，成為車廂內(nèi)主流人機(jī)交互方式的趨勢(shì)。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)侵刪）

2）  主動(dòng)降噪：

汽車ANC主動(dòng)降噪的工作原理：所有的聲音都由一定的頻譜組成，通過找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪音完全一樣，只要相位相反就可以將這噪聲中和抵消掉，從而實(shí)現(xiàn)降噪效果，車載ANC可用于消除發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)噪音等，目前一般應(yīng)用在高端車型中。

解決方案

為了滿足車載應(yīng)用的質(zhì)量需求，敏芯及全資子公司德斯倍電子通過了車規(guī)行業(yè)的質(zhì)量體系IATF16949的認(rèn)證。IATF 16949是國(guó)際汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范，是基于ISO9001的基礎(chǔ)，加進(jìn)了汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范。該體系旨在指導(dǎo)與規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)按照汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“保供”，確保能及時(shí)并可持續(xù)地提供穩(wěn)定滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。

產(chǎn)品方面，敏芯股份推出兩款高可靠性模擬、數(shù)字MEMS麥克風(fēng)，并均滿足汽車市場(chǎng)AEC-Q100/Q103可靠性要求。

在汽車類音頻應(yīng)用領(lǐng)域（如用戶與智能汽車的語音交互），對(duì)MEMS麥克風(fēng)的工作溫度范圍提出了更高的要求：?40至105℃（通常消費(fèi)類產(chǎn)品的工作溫度為?40至85℃）。該麥克風(fēng)的工作溫度范圍為-45至105℃，靈敏度具有高一致性，可控制在±1dB之內(nèi)。

其次，兩款MEMS麥克風(fēng)還具有130dB SPL的High AOP（Acoustic Overload Point），可以在嘈雜環(huán)境下獲取音頻指令，適合車載應(yīng)用中進(jìn)行語音交互。此外，兩款MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品均為ANC MIC，較平的低頻頻率響應(yīng)；66dB 的High SNR（Signal-Noise Ratio）。將高SNR與高AOP相結(jié)合，兩款MEMS麥克風(fēng)適合作為車載，ANC應(yīng)用。

來源：MEMS