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車用免持通話麥克風模組設計
為了避免駕駛在行車期間手持電話通訊而發生危險,因此產業發展出車用免持通話系統,駕駛不須手持話筒即可直接對Mic Module 說話,大致可分為汽車前裝與汽車後裝市場兩大類,前裝Mic Module是安裝在車頂地圖燈居多,喇叭則是用車上現有喇叭系統,而後裝市場則是夾在遮陽板 or 固定在方向盤後方居多,產品大都是自帶喇叭,兩類皆須要具備AEC功能,避免在車內通話時產生過多迴音,而影響通話品質,車用Mic module 如Fig.4.1。 Mic module通常是由 ECM or MEMS Mic 構成前端收音功能,Mic又可分為數位式與類比式輸出介面 (Fig.4.2),指向性又可分為全指向性與單指向性((Fig.4.3), 數位式具有較佳抗雜訊性能,但缺點是連接到Audio Codec的距離無法太遠,而類比式只要正確使用隔離線 or 絞線,傳輸距離通常可> 2m以上。 關於指向性,單指向Mic 可獨立衰減180 度方向的Noise,例如引擎噪音,而 2pcs Array Mic,可再進一步只收駕駛方向的語音通話,使拾取到的聲音品質更佳,但須搭配Beamforming 演算法 & DSP。(如 Fig.4.4)
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單指向性麥克風結構設計
ECM單體大致有分三大類指向性,依其指向性(Polar Pattern),可分為 全指向性 (Omni-Directional)/ 單指向性 (Uni-Directional) / 消噪型 (Noise Cancelling) ,全指向性Mic是最大宗使用規格,消噪型使用比率較低。當需要消除正後方向噪音,通常會選用單指向性 (Uni-Directional) Mic,它的收音指向性波形類似心型輪廓,常稱為心型指向圖。 Uni Mic 常應用在 車用免持通話/ 頭戴式耳機Boom Mic/ 話務耳機 Boom Mic/ Conference Call System,主要是降低Mic 180度方向的噪音,@1KHZ 180度指向性衰減量一般可達 15dB,可滿足一般消費性降噪用途 (Fig.5.1) 單指向性Uni Mic 之所以可以形成指向性,主要是透過Mic後面的孔洞與內部的孔洞材料Damper,共同形成聲阻效應,使來自後方180度方向的聲音,經過聲阻材之後,降低其移動速度,並與繞過到正面0度收音孔的聲音同時到達振膜,振膜受到相同壓力波致使振膜停止振動,因此沒有輸出信號,如此就達到180度方向聲音衰減作用,而形成指向性圖形特性。(fig.5.2)
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AEC最佳化設計
通信產品通常會配有Mic & Speaker,當在進行雙工通話時,Mic 會拾取到產品本身喇叭所播放的聲音信號,再次進入到系統,導致系統產生迴音,而無法順利進行通話。 要消除系統嘯叫聲,一般需要機構與DSP 雙重對策,才能有效消除,Mic可採取Uni Mic 以降低來自後方喇叭的訊號,Mic必須盡可能遠離喇叭,且兩者應避免安裝在同一平面上,Mic也可利用Array 形成指向性Mic (Fig.7.1)。關於喇叭與機構組合也要做好防震設計,避免喇叭共振傳導到Mic,使迴音& THD更加劇烈,最後就是要透過DSP+AEC 演算法,進行迴音消除演算,以利將迴音衰減至最小,使通話品質提高 Fig.7.2)。