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麦克风和扬声器选型介绍

在AI在语音交互产品的设计中,我们不能绕过的两个元素是麦克风(MIC)和扬声器(SPK),今天,我们将讨论驻极体麦克风和动圈扬声器。

一、麦克风

麦克风,学名传声器,又称麦克风、咪头和微音器。它是一种能量转换器,将声音信号转换为电信号。有动圈式、电容式、驻极体式和硅微传声器。大多数设备使用驻极体电容器麦克风。驻极体电容麦克风频响范围窄,但灵敏度高,体积小,结构简单,成本低,适用于语言拾音。

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如上图所示,驻极体麦克风的基本结构由电极、空气隙、驻极体和金属层组成。形成了以空气隙和驻电极为绝缘介质,以金属层和电极为两个电极的电容器。当声波引起驻极体膜振动时,两极板之间的间距会发生变化,电容的容量也会发生变化,因为驻极体上的电荷总是不变的Q=CU,当C发生变化时,电极之间的电压U发生变化,然后通过阻抗变换器放大电信号以收集声音信号。

  • : 在单位声压强下产生电压的能力。灵敏度表示麦克风的声电转换效率。在自由声场中,当向麦克风施加一个声压为1帕(Pa) 或 1微巴(unbar) 麦克风的开路输出(以毫伏为单位)是麦克风的灵敏度。1微巴(ubar)大约相当于人们正常的音量演讲,并在离嘴1米远的地方测量声压。 ECM灵敏度参数一般以灵敏度级表示,单位为分贝(dB).公式为:灵敏度级=20log(灵敏度/参考灵敏度)=0db=1V/Pa。

  • :麦克风在总谐波失真小于10%时能承受的最大声压级,也称为过载点。常见的数字麦克风最大声压级为120dB SPL,低灵敏度可达130dB SPL。由此收集的声音信号过大,会导致振膜不可逆变形和麦克风损坏。

  • :数字麦克风输入激励94 dB SPL输出信号振幅值与输入激励切断时的输出信号振幅值(本底噪声)之比。 例如,数字麦克风的本底噪声是30dB SPL,然后相信噪比是 94dB-30dB=64dB。

  • :方向性特性,又称方向性,是指传声器对不同入射方向的声信号检测的灵敏度。

驻极体麦克风的指向分类包括:全向、单向和双向。

  • :

1)灵敏度:咪头的灵敏度选择需要考虑模拟增益和数字增益。模拟增益越大,噪音就越大,用于涂鸦VWXR2-ES我们选择灵敏度-40的在线语音模块dB~-30dB的咪头。

2)信噪比:信噪比较大。

3)最大输入电压:大于模块对咪头的电源电压2.8V。

二、扬声器

扬声器,又称扬声器,是位于电声系统末端的将电信号转换为声音信号的装置。扬声器是音响设备中最薄弱的装置,也是音响效果最重要的部件。

  • 按驱动方式:、电磁(舌簧)、静电(电容)、压电(晶体)、离子喇叭;

  • 按重放频带:低音、中音、高音、全频扬声器等;

  • 按振膜形态:锥形、球顶型;

  • 动圈扬声器

    电声换能器件采用电动原理,应用最广泛。

    :通过交变电流信号的通电导体线圈在磁场中移动,线圈和音圈固定在一起,振动与音圈和音圈相连的振膜,从而涉及到纸盆的振动,然后通过空气介质传输声波。

    1)结构简单,生产方便,性价比高。 2)性能优异,中频段频率响应均匀。 3)设计原理不变,主要是工艺和材料不断改进,性能大大提高。

1) :扬声器的阻抗通常与频率有关。额定阻抗是指在确定信号源的有效功率时,从扬声器输入端测量的阻抗。它通常是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。动圈式扬声器的常见阻抗是4倍Ω、8Ω、16Ω、32Ω等等。阻抗越低,越容易推。

2):扬声器的功率可分为标称功率和最大功率。标称功率称为额定功率和不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内允许的最大输入功率。在扬声器声器商标和技术说明书上的功率为功率值。最大功率是指扬声器在某一时刻能够承受的峰值功率。为保证扬声器工作的可靠性,扬声器的最大功率为标称功率2~3倍。

3):当扬声器添加相同电压和不同频率的音频信号时,声压会发生变化。一般来说,中音频产生的声压较大,而低音频和高音频产生的声压较小。当声压下降到中音频的某一值时,称为扬声器的频率响应特性。

扬声器的理想频率特性应为20~20000Hz,这样,所有的音频都可以均匀地重放,但这是不可能的。每个扬声器只能更好地重放音频的某一部分。

4):当扬声器从低音域开始振动时,振动板最强振动点对应的频率(当测量扬声器单元的阻抗特性时,阻抗曲线上的阻抗值首次达到最大值(即Xmax)相应的频率称为扬声器单元的谐振频率或共振频率,简称F0;

它反映了低音的性能。它是其性能的重要参数。值越低,扬声器重放低音的纹理和强度越好;

5):音频信号振幅非线性失真;当扬声器输入一定频率的正弦信号时,除了原输入信号的基波成分外,扬声器输出的声信号中还有2个 倍,3 倍….基波频率信号。谐波失真主要是由于扬声器振动系统或磁路系统的非线性产生,值越小越好;失真是一个重要的指标,一般为100Hz~1KHz失真小于10%,10%KHz以上应小于3%;

6):指喇叭通过额定阻抗1W电压时。参考轴与喇叭相距1m点。单位:分贝(dB)声压。

1)用于涂鸦VWXR2-ES配合在线语音模块的电路 2)额定阻抗:选择4:Ω/8Ω 3)额定功率:2~3W 4)频率响应:频率曲线分布平平

总结

本文主要介绍了驻极体麦克风和电动扬声器的一些参数,以及我们在选择类型时无法绕过的涂鸦VWXR2-ES希望对大家有所帮助。

标签: 电阻型换向器

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