• 收音通頻響模擬

    收音通頻響模擬

    志豐電子擁有COMSOL Multiphysics Software & 高速電腦工作站,可以在產品發前期,可先將產品機構3D/Rubber holder /Mic參數,輸入至COMSOL系統進行Mic收音通道的頻率響模擬。 在COMSOL 系統裡需要設定 Mic/Rubber holder及相關參數,設定完成後進行求解 (Fig.1.1~1.4),如果模擬曲線未達到期望值,可回到3D模型修正尺寸,並再次模擬頻響,如此反覆數次,通常可在電腦上模擬分析出數筆不同頻響曲線,並找到最佳化頻響曲線,再依最佳模型進行Mockup製樣,再進行樣品組裝量測,以驗證是否符合COMSOL模擬曲線,並加以微調至與模擬一致,便可進行批量製樣交付客戶驗證,直到正式開模。 這樣的科學手法,除了可事先將模擬結果提交給客戶評估,也可避免Try & error 土法煉鋼進行反覆實驗,不僅浪費時間,也耗費相當人力費用。

  • 膠套設計

    膠套設計

    因為Mic (Microphone) 是一種非常敏感的電聲元件,通常是安裝在PCB & 面板之間,因此需要透過氣密緩衝材料與面板做緊密配合,以確保聲音只會從Mic收音孔進到Mic振膜,而不會從其他路徑到Mic,同時要確保收音通道的直徑與長度規格,避免共振頻率落在工作頻率範圍內。 因此,要達到產品最佳的Mic收音特性,除了Mic單體的基本特性要符合之外,Rubber Holder 也是影響聲學特性很重要的零件之一。 Rubber holder 的材質也會影響隔音特性,一般是選用Shore 50A的 Silicon Rubber holder,除了氣密特性較佳之外,也可吸收外殼/PCB傳導來的機構振動噪音,只要給予Rubber ring適當的干涉力,即可達到隔離氣密 >15dBSPL 目標。

  • 麥克風氣密結構設計

    麥克風氣密結構設計

    Mic Rubber holder 與機構緊配的關鍵是 Rubber Ring,透過這圈Ring,可使Rubber Holder 與面板緊配氣密,以變免Mic收到來自產品內部喇叭播放時的壓力波信號,導致DSP在處理AEC的特性不佳,使產品在通話時有過多的迴音or失真現象,使通訊品質下降。 因此,Rubber Ring 要達到氣密,機構也必須施予一定緊迫力,使Rubber Ring 能充分干涉面板,以達到寬頻的氣密隔離性能,在做語音品質測試時,可使AEC測試項目更較容易通過。

  • 車用免持通話麥克風模組設計

    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)

  • 單指向性麥克風結構設計

    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)

  • 抗風噪音麥克風設計

    抗風噪音麥克風設計

    當Mic在戶外使用時,常遇到風吹到Mic振膜而產生噪音,由於風切噪音屬低頻壓力波,會使Mic振膜大幅移動到極限,很容易使Mic進入非線性工作區,導致Mic信號輸出產生截波或是失真訊號,使通話品質下降。 為降低此現象發生,消費性產品Mic通常無法像專業廣播器材,使用體積龐大的防風罩進行風切噪音濾除,而是會在Mic 收音孔前方放入泡棉聲阻材,以利將風產生的噪音衰減過濾 (Fig.6.1),或是利用微孔結構+泡棉作為聲阻 (Fig.6.2),也刻達到不錯的抗風切噪音效果 (fig.6.3)。

  • AEC最佳化設計

    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)。

  • IPX7 防水結構麥克風設計

    IPX7 防水結構麥克風設計

    許多戶外用的產品都需要防水功能,其中聲音的部分,例如Mic & Speaker 都須要防水結構設計,以確保產品碰觸到水之後不會故障。 一般防水等級可分 為9個等級,較常見防水等級是 IP X5, X6, X7,其中IPX7需要在水下1m深度,必須能承受 30分鐘工作而不會損壞。 防水產品了本身機殼需要防水之外,Mic 本體與機構之間,也都要能符合防水規範, 防水Mic 通常是透過防水網布與背膠,以及與機構適當的緊迫干涉力,以阻隔外部的水進入到Mic內部,防水網布設計在機構中間層 (Fig.8.1),唯當加入防水Mesh後,高頻段響應將會因聲阻而應產生衰減現象 (Fig.8.2)