【经验】双工免提话筒的Mic设计注意事项

时间： 2021-12-31 来源：志丰电子

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由于2020年全球新冠肺炎疫情蔓延，使的各国企业纷纷启动居家办公机制，也间接提升Speaker Phone产品出货量，因此吸引不少新的企业投入产品研发抢食这块大饼。

由于消费性产品开发期很短，RD往往在Mic & Speaker声学的机构设计与声音调校花费许多时间，也需要常常往返Acoustic Lab进行Fine Tune，如不熟悉声学组件设计要点，往往会错失产品上市的时间点。尤其Mic是一种高度敏感的声学组件，除可以收到空气中微小的声音信号，也会收到来自产品上喇叭振动&机构产生的传导共振与谐波失真，这些非线性的信号，会使DSP无法有效处理AEC信号，使得Echo变得很明显，导致通话质量低落无法进行通话。

因此，本文志丰电子提出的对于双工免提话筒的Mic设计注意事项：

1、Mic Array:

透过2~8pcs Mic形成Mic Array，并搭配DSP & Beamforming Algorithm ，可达成Voice Far Pickup & Noise reduce，以提升语音通话质量，如图 1。

图1 人的双耳可辨别音源方向，利用2个麦克风实现定向收音。

2、Mic Sensitivity & Fr:

Mic Array的每个Mic感度与Fr越接近越好，理想是在±1dB，可使DSP在进行信号运算时减少偏差，且收音信道结构L总长勿超过5mm为佳，避免Mic信道共振频率<12KHz，如图2和图3。

图2 Microphone frequency response matching.

图3 Microphone rubber holder and bezel

3、Mic Phase:

Mic Array的每个Mic Phase越接近越好，理想是能够±5。可使DSP进行信号运算时减少时间偏差，确保Beam & Directivity的正确性，如图 4。

图4. Microphone phase matching test.

4、Mic Rubber holder Sealing:

Mic Rubber holder与Bezel之间必须确实Sealing，隔音分离度最少要20dBSPL以上，避免产品内部喇叭的声音透过Rubber Gap进入Mic收音通道，如图 5a & 5b。

图5a Microphone rubber holder and bezel sealing.

图5b 喇叭自播放 Mic录音，Mic气密Frequency response测试

5、Mic VS Speaker 位置与防震:

考虑喇叭扩音与Mic的AEC信号处理，喇叭通常是放在中间，Mic是放在远离喇叭的四周，Mic 需要使用Rubber做防震与气密，Box Speaker与外壳接触面&螺丝孔需要用Sponge & Rubber holder做防震处理，以避免Mic拾取到来自喇叭的共振传导THD信号，导致AEC效果不佳的状况，如图 6a & 6b。

图6a Mic 与 Speaker 位置与距离

图6b Mic 气密喇叭自播放 Mic 自录音 THD测试

产品在开发初期如有依上述注意事项执行，加上依照Audio Codec Design Guide建议设计，基本上可大幅缩短Debug的时间，使产品能准时上市。

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选型指南 - 志丰电子 - 2021/4/27 PDF 英文下载

电子零部件（蜂鸣器）和耳机 ISO/IEC 27001:2022（WIT）信息安全管理体系认证证书(electronic components (buzzers) and headphones ISO/IEC 27001:2022 (WIT) Information Security Management System Certificate) (15/24IS0993R00)

测试报告 - 志丰电子 - 2024年01月09日 (Jan,09,2024) PDF 中英文下载

志丰电子（Kingstate）成立于1977年，是为台湾第一家取得ISO认证的专业声学公司，专注于蜂鸣器、警报器、喇叭（多媒体喇叭，音箱喇叭，耳机喇叭）、电容式麦克风、MEMS麦克风模组等电声产品，通过车规及医疗认证。

蜂鸣器喇叭麦克风扬声器

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新增喇叭、电容式麦克风、MEMS麦克风模组、蜂鸣器等声学组件产品供应商志丰电子

志丰电子（Kingstate）成立于1977年，是台湾第一家取得ISO认证的专业电声公司，多年来致力于研发制造声学组件和蓝牙耳机为主的产品，为各领域提供全方位的电声解决方案。成立以来，志丰电子已推出蜂鸣器、警报器、喇叭（多媒体喇叭，音箱喇叭，耳机喇叭）、电容式麦克风、MEMS麦克风模组等产品。其产品通过车规认证，并在1990年进入了汽车应用市场。志丰电子旗下麦克风产品灵敏度覆盖-25~-45dB，

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电子零部件（蜂鸣器、喇叭、麦克风)和耳机 WIT 能源管理体系认证证书 (electronic components (buzzers、speakers、microphones) and earphones WIT Energy Management System Certificate) (15/23En0234R00)

测试报告 - 志丰电子 - 2023年11月03日(Nov/03/2023) PDF 中英文下载

志丰电子扬声器选型表

志丰电子提供以下技术参数的扬声器选型，工作温度=-40℃~110℃，额定输入=0.08W~15W.低失真，可定制化，快速定制样品

产品型号	品类	Terminal Shape	Dimensions (mm)	Rated Input (W)	Max. Input (W)	Impedance (Ω)	FO (Hz)	Sound Pressure Level (dB)	Frequency Range (Hz)	Operation Temp. (℃)	Material
KAAG13008-07C	扬声器	SMD Type	13.013.04.0mm	0.7W	1W	8±15%Ω@1.5KHz 1.0V	850±20%Hz@1.0V	87±3dB(0.7W/10cm), 70±3dB(1W/1m),@1.0K, 1.6K, 2.0K, 3.2KHz	Fo---20KHz	-30℃~+70℃	LCP (BLACK) PIN Plating Au 2-3u

选型表 - 志丰电子立即选型

TUNE110 有线入耳式耳机 (WIT) 产品碳足迹认证证书 (TUNE110 Wired In-Ear Headphones (WIT) Carbon Footprint Assessment Certificate) (15/23TZJ0031R00)

型号- TUNE110

测试报告 - 志丰电子 - 2023年06月01日;Jun.01.2023 PDF 中英文下载

志丰电子压电蜂鸣器选型表

志丰电子提供以下技术参数的压电蜂鸣器选型，工作温度=-40℃~125℃，额定电压范围=0.75KHz~6000KHz.高音压、防水防尘IP68、多频多音色、耐高低温.

产品型号	品类	Title	Dimensions (mm)	Rated Voltage/Operating Voltage Range	Rated Frequency/Frequency Range(Hz)	Electrostatic Capacity(pF)	Operation Temp.(℃)	Storage Temp.(℃)	Material
KBIG3532F09030AZ	压电蜂鸣器	Piezo Element	ψ34.7*0.57mm	Max.40Vpp	3,180±200Hz	19,000~40,000@1KHz/1V	-20~+70℃	-30~+80℃	Stainless