符合汽车标准的MEMS麦克风 汽车在细心聆听

作者：儒卓力汽车事业部产品销售经理 Ralf Hickl

汽车正在学习倾听——不仅是倾听车内的乘客，也倾听外部环境。这是因为来自车辆环境的声音信号可以提供有关其他道路使用者的重要信息，从而提升不断增强的驾驶员辅助系统和自动驾驶功能。

麦克风已经成为车辆内部的普遍配置，所有较新的车辆至少都配备了强制性eCall系统，以便在发生紧急情况时通过声音进行沟通。新的应用接踵而来，例如：

- 通过生成反声波而发挥作用的主动降噪（ANC）

- 道路状况记录

- 发动机/驾驶噪声的频谱分析，用于预防性维护以及状态和故障检测

- 应急车辆的警报探测，包括识别其方向

通过AEC-Q103认证的英飞凌IM68A130A MEMS (微机电系统)麦克风提供聆听功能：它提供模拟输出信号并具有集成式低噪声前置放大器(图1)，因而实现了只有–106 dBV(A)的低噪声本底和68 dB(A)的高信号/噪声比。同时，其声学过载点极限是130 dBSPL (声压级)。这些性能特点有助于扩大声学信号的动态范围，并且为非常柔和/遥远的声音以及非常响亮/接近的声音提供可理解性和信号保真度。

图1：TLGA封装IM68A130A MEMS麦克风 (图片来源：英飞凌)

IM68A130A具有出色的录音质量，外加介于10 Hz和16 kHz之间的直频响应特性。

对于语音识别算法来说，MEMS麦克风凭借高信噪比而提供可处理的数据。因此，即使以柔和的声调说出命令也能生成良好的信号。在车辆外面使用时，高信噪比有利于采集远处的声音，例如开启警报器的应急车辆正在靠近。

多个麦克风提供更多的选择

同时使用多个麦克风可提供更多的选择。因为在麦克风阵列中，来自一个声源的声音以不同的强度和时间偏移到达各个麦克风。用户可以从信号的差异中推断出声源的方向。可以采用数字信号处理从麦克风阵列信号来设置所需的方向特性（波束成形）。由于其灵敏度和相位响应的公差较小，IM68A130A也非常适合在阵列中使用。

使用A2B评测套件加快上市速度

当需要测试和优化带有多个符合汽车标准的MEMS麦克风的阵列时，英飞凌A2B评测套件是理想的选择，这款套件包含了通过A2B总线联网的多麦克风系统所需要的所有组件（图2）。每个从属模块可容纳四个麦克风。从属模块的封装是磁性的，可以附着在车体的金属板上（图3）。主单元中的32位Aurix系列微控制器负责数字信号处理。评测套件还带有用于各种配置（不同数量的从属单元或从属单元中的有源麦克风）的样本软件。

图2：英飞凌A2B评测套件及其组件：(1)带有Aurix系列微控制器的ECU主单元，(2)封装，(3)12 V插入式电源，(4)最多四个从属模块之一，(5)从属模块的磁性封装

图3：四个从属模块在车辆外部分布的实例

A2B评测套件的目标应用包括警报器检测、免提或语音控制，以及波束成形和主动噪声消除。

总结

随着车辆采用的感官感觉越来越人性化以及类别越来越多，自动化驾驶的进展就越大。英飞凌高性能模拟xenon MEMS麦克风，例如IM68A130A，能够确保实现声学环境的听觉感测。儒卓力产品组合还包括更多用于汽车的传感器产品，助力促进自动驾驶应用的发展。

审核编辑 黄宇