SoundAI智能音箱产品麦克风阵列结构设计指导文档
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智能音箱产品麦克风阵列结构设计
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北京声智科技有限公司北京市海淀区北四环西路67号中关村创新科技大厦308
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一、麦克风阵列构型
1）六麦克环型阵列
6MIC环型阵列总体呈圆形，各mic在圆周上等距摆放，偏差小于1mm。圆周直径推荐70mm（若无法满足此要求，建议按照60mm<=圆周直径D<=8 0mm进行设计）。麦克风所在圆平面为水平面，如无法满足可以和水平面存在小于15°的夹角，基本如下图所示：
2）四麦克环型阵列
4MIC环型阵列总体呈圆形，各mic在圆周上等距摆放，圆周直径推荐7 0mm（若无法满足此要求，建议按照60mm<=圆周直径D<=80mm进行设计）。麦克风所在圆平面为水平面，如无法满足可以和水平面存在小于15°的夹角，基本如下图所示：
3）四麦克线型阵列
4MIC线型阵列总体呈直线，如果总体长度小于120mm，建议各mic在直线
上等距摆放，偏差<1mm，各麦克朝向相同，间距35mm（若无法满足此要求，建议按照30mm<=麦克间距D<=40mm进行设计），如下图：
4）三麦克环型阵列
3MIC环型阵列总体呈圆形，各mic在圆周上等距摆放，圆周直径推荐70m m（若无法满足此要求，建议按照60mm<=圆周直径D<=80mm进行设计）。麦克风所在圆平面为水平面，如无法满足可以和水平面存在小于15°的夹角，基本如下图所示：
5）双麦克线型阵列
2MIC线型阵列要求各麦克朝向相同，推荐间距55mm（若无法满足此要求，建议按照40mm<=麦克间距D<=70mm进行设计）。
二、麦克风选型要求
声智麦克风阵列方案，可选用数字麦克和模拟麦克都可以，麦克风参数指标如下：
●灵敏度（Sensitivity）：>-40dBV@94dB1KHz，
●信噪比SNR>64dB
●声学过载点（AOP）：>=120dB SPL
●麦克单体谐波失真(THD):<=1%(1kHz)
●麦克风相位一致性要求：<3°
●麦克风单体频谱响应波动<2dB（100Hz-8KHz），此数据可参照麦克风规
格书中频响曲线，如下图：
三、结构设计注意事项
1）麦克风腔体设计原则
1）保证人声可以直达每个收音孔，各mic之间不要有障碍物（避免发生反射声）。
2）麦克风安装位置应尽量远离振动和干扰源（如电机、触摸板等）。
3）为保证密封性，面板与PCB板之间以及硅麦本身都要选用硅胶保护套、密封圈或泡棉密封，推荐poron。
2）麦克风安装结构设计建议
上图左边是开孔朝下的Mic，右边是开孔朝上的Mic,其中L表示深度，D表
示开孔直径。
结构设计时，需要保证开孔尽量大（D>1mm）,孔深尽量小（L<5mm）,建议保证L/D<3。
结构设计时需要避免谐振空腔的出现，如下图:
3）其他结构设计建议
1）为避免麦克风直接硬性接触面板产生震动，采用的硅胶保护套尽量选择软、稳。
2）为了防止MIC音孔被堵，需要安装防尘网。
四、扬声器设计建议
1）在结构设计时，保证喇叭和麦克风距离尽量远，喇叭到麦克风的声压最好不要超过90dB（在麦克风处），人声音量和喇叭音量强度信噪比不低于-25d B（人声到麦克风处声压约65分贝）。在结构允许情况下，建议mic和喇叭距离尽可能远，最好大于20cm。
2）各频段喇叭失真：<1Khz，THD<8%;>1Khz，THD<5%。若低频部分失真较高，建议对低频成分进行均衡或者滤除。
3)保证扬声器与麦克风在不同腔体内，做好密封，防止内部传音。
4）结构设计时，应保证扬声器发生孔方向和麦克风拾音方向不在同一方向，并且尽量保证最大距离。
5）扬声器设计时要进行减震处理，避免由结构振动导致内部声音传播，并与其他构件保证一定间距，防止碰撞产生异常信号。
6）喇叭在最大音量下，保证麦克风录音不发生截幅。
五、技术合作
在麦克风结构设计阶段，建议用户将采用的麦克风的产品规格书、设备麦克
风和喇叭等声学相关的结构图提供给声智技术支持同事，进行进一步确认。
基于麦克风阵列的语音增强方法
基于麦克风阵列的语音增强方法 概述：在日常生活和工作中，语音通信是人与人之间互相传递信息沟通不可缺少的方式。在语音通信中，语音信号不可避免地会受到来自周围环境和传输媒介的外部噪声、通信设备的内部噪声及其他讲话者的干扰。这些干扰共同作用，最终使听者获得的是被噪声污染过的带噪声语音，严重影响了双方之间的交流。应用阵列信号处理技术的麦克风阵列能够充分利用语音信号的空时信息，具有灵活的波束控制、较高的空间分辨率、高的信号增益与较强的抗干扰能力等特点，逐渐成为强噪声环境中语音增强的研究热点。本文将介绍各种麦克风阵列语音增强方法，并总结各个方法的优劣。最终得出更好的、能够去噪的基于麦克风阵列的语音增强方法。 1麦克风阵列 麦克风阵列是将两个麦克风的信号耦合为一个信号。在频率响应中也可以根据时域中波束形成与空间滤波器相仿的应用，分析出接收到语音信号音源的方向以及其变化。采用该技术，能利用两个麦克风接收到声波的相位之间的差异对声波进行过滤，能最大限度将环境背景声音滤掉，只剩下需要的声波。对于在嘈杂的环境下使用采用了这种配置的设备，在嘈杂的环境下能使听者听起来很清晰，没杂音。 2基于麦克风阵列的语音增强方法 2.1基于自适应波束形成器的麦克风阵列语音增强 自适应波束形成是现在广泛使用的一类麦克风阵列语音增强方法。最早出现的自适应波束形成算法，其基本思想是在某方向有用信号的增益一定的前提下，使阵列输出信号的功率最小。在线性约束最小方差自适应波束形成器的基础上，1982 年Griffiths 和Jim 提出了广义旁瓣消除器成为了许多算法的基本框架。 广义旁瓣消除器（GSC）的工作原理是带噪声的语音信号同时通过自适应通道和非自适应通道，自适应通道中的阻塞矩阵将有用信号滤除后产生仅包含多通道噪声参考信号，自适应滤波器根据这个参考信号得到噪声估计，最后由这个被估计的噪声抵消非自适应通道中的噪声分量，从而得到有用的纯净语音信号。 麦克风阵列的自适应算法通过迭代运算获取波束形成的最优权矢量时，噪声模型的估计是一个非常关键的因素。它的好坏直接影响着系统波束形成的性能。系统地分析了最小均方( LMS) 自适应语音增强算法，并针对阻塞矩阵在估计噪声时存在的缺陷，在该算法的基础上提出了一种利用最小值控制递归平均( MCRA) 来估计噪声的方法。将此方法应用于波束形成，MCRA 估计出的噪声使LMS 自适应语音增强的效果更好和抗噪性更强。 2.2基于固定波束形成的麦克风阵列语音增强 固定波束形成技术是最简单最成熟的一种波束形成技术。1985 年美国学者Flanagan 提出采用延时-相加波束形成方法进行麦克风阵列语音增强，该方法通过对各路麦克风接收到的信号添加合适的延时补偿，使得各路输出信号在某一方向上保持同步，并在该方向的入射信号获得最大增益。此方法易于实现，但要想获取较高的噪声抑制能力则需要增加麦克风数目，然而对非相干噪声没有抑制能力，环境适应性差，因此实际中很少单独使用。后来出现的微分麦克风阵列、超方向麦克风阵列和固定频率波束形成技术也属于固定波束形成。 采用可调波束形成器的ＧＳＣ麦克风阵列语言增强算法，其实质在ＧＳＣ结构中的固定波束形成器前端引入各通道可调时延补偿，构造可调波束形成器进行声源方位估计，从而在目标声源方位获取阶段即可利用阵列的空间增益来提高方位估计性能。延迟求和波束形成器主要目的是增强主瓣方向目标信号，而抑制其他方向的噪声信号。
确定音响的箱体尺寸
确定最佳的箱体尺寸 确定最佳的箱体尺寸音响中国论坛' U* D9 x$ Z. D5 r无论是家庭影院音箱还是HI－FI音箱，箱体尺寸如何确定才能既美观，又符合声学原理呢？相信阅读本文一定使您得益非浅。 如果能适当应用建造埃及金字塔的相同比例，音箱爱好者也能制造出经得起时间考验的结构(原编者按)。 ,专业音响技术论坛爱好者在购买新的扬声器单元时，往往会发现扬声器单元制造商推荐有最佳的箱体尺寸。这方面可能包括密闭箱，开口箱的体积。通常，这个值与VAS或锥盆支撑顺性的等效空气容积有关，该顺性是由锥盆和音圈质量，以及称为扬声器单元支撑的折环和定心支片的刚性等几个方 （一）箱体的比例 当爱好者制作扬声器箱体时，有各种不同的结构选择包括从立方体，圆管形，或矩形到许多其它的形状。 每种形状都有特殊的特性、优点和缺陷。但是，常用的音箱不管是闭箱还是倒相箱大都是长方形的箱体，所以，本文就是对长方形箱体尺寸关系进行的讨论。 假定扬声器特性表中建议箱体容积Vb为0.09056立方米。爱好者就能用这个值为实际扬声器单元确定理想的箱体尺寸了。,专业音响技术论坛如容积已定，先要把所要求的内部容积的立方米单位转换为立方厘米，然后再求得结果的立方根，就可以得出所要求的高度、宽度、厚度了。 正方形箱体（即高度、宽度、厚度相同的箱体）对用于超低音箱是很满意的，因为这种箱体能通过增强内部驻波而提升箱体的总输出。许多市售的超低音箱都是按这种样子设计的。但是，本文的用意并非是用于超低音箱的，而是能覆盖全音频范围的两分频或三分频的音箱。 通过实践，许多音箱制造商已经采用了Kao经验得到的“黄金”比率或“黄金”分割率，这个比例或比率与根据理想比率0.618而确定的箱体尺寸比有关。举例
2020年常见音箱结构设计及选用
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 常见音箱结构设计及选用 1、音箱设计流程 产品规划与造型设计：确认音箱用途、定位、使用场景与方式、外形大小等——声学设计：音箱总体方案设计、扬声器选型、音质效果评估——结构设计：音箱的箱体设计、扬声器结构设计——开模具——样机：音箱性能测试与评价、音箱性能优化与改进——音箱系统音质调试 2、音箱的分类及简要特性 音箱又称扬声器系统，是将扬声器装到专门设计的箱体内，并用分频网络把输入信号分频以后分别送给相应的扬声器的一种系统。因此，音箱由扬声器、分频网络、扬声器箱共同组成。 音箱按伴音模式分为：单声道、立体声（2.0系统）、2.1声道系统、3.0/3.1声道系统、家庭影院（5.1、7.1等环绕声）系统； 按产品形态可以分为：有源音箱、无源音箱； 按用途分为：书架式、落地式、监听式、电影立体声、大功率扩声、有线广播、防水、迷你型、返送式、带角架型、对讲型、拐角式、球型无指向式、高音半固定式、调相式等音箱。 按扬声器箱分为： 封闭箱：固定式、书架式； 倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡鲁逊式、曲径式、后加载号筒式、折叠号筒式、空纸盆式 号筒障板式、前加载号筒式
利用反射的扬声器箱：角隅式、JBL式 指向性的扬声器箱：无指向性障板、球形箱、声柱； 最为普及的是封闭式声箱和倒相式声箱。封闭式声箱是为了达到隔离扬声器后面声波的目的，而将扬声器的后面完全封闭起来的声箱；倒相式声箱是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种声箱。 扬声器中使用最广泛的是电动式纸盆扬声器，由于其振膜面积可以做得比较大，能够得到比较大的振幅，所以具有低声频重放下限频率低的特点，同时结构简单、成本低，多年以来都是扬声器生产中的主流。 3、音箱设计的总体技术要求（倒相箱） 3.1 音箱发声的指向性 声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定的传播规律。扬声器辐射声波的波长随频率的增加而变短。当声波的波长与扬声器的几何尺寸可比拟时，由于声波的绕射特性及干涉特性，扬声器辐射的声波将出现明显的指向性。扬声器的指向性是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力，且与频率有关，高频声音具有较强的指向性，低频声指向性相对较弱。 超重低音、重低音音箱，扬声器的发声方向无限制，音箱可以放置于听音区的任何位置。 全频、中高频、高频音箱，扬声器的发声方向尽量正对听音位置。若因结构、外观形态等限制，无法正对听音者位置，需要设计声音反射装置，以减小指向性带来的声音衰减。 扬声器发声方向与听音者方向不大于90°，可采用以下声波反射装置。
麦克风阵列模组设计方案
麦克风阵列模组设计方案 一、麦克风阵列基本原理 二、麦克风阵列的应用 三、麦克风阵列模组的设计 一、麦克风阵列基本原理 阵列（Array）： 数学定义--有限个相同资料形态之元素组成之集合 麦克风阵列是指按一定距离排列放置的一组麦克风，通过声波抵达阵列中每个麦克风之间的微小时差的相互作用，麦克风阵列可以得到比单个的麦克风更好地指向性。在麦克风阵列的设计中首要的改进是引入了波束成形、阵列指向性与波束宽度的概念。 波束的形成 通过对所有麦克风信号的综合处理，麦克风阵列可以组合成为所要求的强指向性麦克风，形成被称为“波束”的指向特性。麦克风阵列的波束可以经由特殊电路或程序算法软件控制使其指向声源方向而加强音频采集效果。 阵列算法处理后的指向性波束形成技术能精确的形成一个锥状窄波束，只接受说话人的声音同时抑制环境中的噪音与干扰。
图一使用单麦克风与采用波束形成技术麦克风阵列接收讲话者声音效果的对比
阵列指向性 由于麦克风阵列的输出信号中包含比单只麦克风更低的噪声和回声成份， 。麦克风阵列在1000Hz的典型指所以其固有噪声抑制能力要远高于单只麦克风。 所以其固有噪声抑制能力要远高于单只麦克风 向性波束图型如图二所示。其指向性图形要远好于任一款价格昂贵的高性能超心形麦克风。 图二麦克风阵列在1000Hz的典型指向性波束图型
指向性指数 另一个表证波束的参数是指向性指数。 波束轴线））检测到指向性指数D表征的是麦克风阵列主响应轴（波束轴线 的声源信号与需要屏蔽的各种噪声与回声信号的比值
二麦克风阵列的应用 正确的麦克风阵列几何排列（数量，类型及麦克风的位置）关系到最后的声学效果。为了保证成功的设计和用户满意度，双元件麦克风阵列适用于在较安静的办公场所及室内的条件使用。这种阵列形成的是水平方向压缩后的较窄波束，使用时应将两个麦克风连线中点指向讲话者。其几何排布如图三、图四所示 图三小型双麦克风阵列图四大型双麦克风阵列 四元件麦克风阵列适用于在一般的办公场或较嘈杂的环境使用，当讲话者到麦克风的距离达到3-5M距离时，仍有很好的录音效果，见图五、图六 图五4麦克风阵列图六L-形状的4麦克风阵列
音箱设计手册DOC
音箱设计手册作者：2008.1.26
目录 1.音响系统介绍 (1) 2.扬声器部品材料的作用 (2) 3.扬声器分类 (2) 4.声学知识 (4) 5.扬声器参数解译 (10) 6.扬声器参数运算 (12) 7.扬声器设计 (13) 8.分频器设计 (17) 9.密闭式音箱设计 (20) 10.密闭式音箱调试 (23)
調音台 話筒 效果器 VCD TV 功放 音響系統 L R 1.音响系统介绍： VCD ：提供音频、视频信号。 调音台：调配、控制声系统。 效果器：混响、延时、补赏音质。 功放：声音放大、立体感。 音箱：声音重放。 1
2.扬声器部品材料的作用： 纸盆：声波辐射组件，它决定音质。 音圈：策动源，扬声器的心脏。 振动系统防尘盖：防尘、美观，改变高频曲线。 弹波：定位，控制音圈振幅。 Edge悬边：支撑，保持纸盆振动平衡。 磁铁：提供磁场。 T 铁：导磁。 扬声器磁路系统华司：导磁。 后盖：防磁泄漏。 盆架：支撑和固定磁路及振动系统。 垫片：加强悬边粘接及保护悬边。 支撑系统端子：导电，固定锦丝线连接。 锦丝线：导电，传输给音圈线音频信号。 3.扬声器分类： 按辐射方式分： 直接辐射式----声波由发声组件直接向空间辐射。 间接辐射式----声波由发声组件经过号筒向空间辐射。 耳机式----声波由发声组件经密闭气室(耳道)辐射。 按换能方式分： 电动式----利用磁场对载流导体的作用力来实现电声能转换。 电磁式----利用馈有音频电流的电磁铁与连有振膜的衔铁之间的相互作用来实现电声能转换。 压电式----利用压电体的反向压电效应来实现电声能转换。 电容式----利用电容极板之间的静电力来实现电声能转换。 按纸盆结构分： 锥形扬声器 平板扬声器 2
线性麦克风阵列定向性能的研究
线性麦克风阵列定向性能的研究? 段进伟, 史元春, 陈孝杰 (清华大学计算机科学与技术系，北京市海淀区， 100084) Study on the Directing Performance of the Linear Microphone Array Duan Jin-wei, Shi Yuan-chun, Chen Xiao-jie (Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing, 100084, China) + Corresponding author: Phn: +86-010-********-805, E-mail: saundradjw945@https://www.360docs.net/doc/d514448033.html, Received 2007-07-31; Accepted 2007-08-31 Abstract: Speech source localization technology, using microphone array, plays an important role in the area of human-computer interaction, especially that in smart space. The information of source position provided by the microphone array can be used in many place, such as dynamically adjust the parameters of the array in order to acquire high-quality speech audio, etc. Therefore, speech source localization has become a hot topic in both research and application areas. The objective of this paper is to analyze the affection on the symmetrical linear microphone array directing performance caused by the changes of microphone numbers, the spacing between microphones, the sampling frequency and so on. In order to accomplish this, we set up two linear microphone arrays with different hardware and designed comparative experiments. After the speech data was captured, an algorithm called SRP-PHAT was used to estimate the speech source direction. We analyzed the possible theoretic errors existed in the experiments carefully, and after the experiments, we analyzed the directing results, and compared the actual directing errors with the possible theoretic errors. At last, we summarized the performance of the two linear microphone arrays, and educed the configuration of the linear microphone array system when its integrative performance achieves the peak. Key words: linear microphone array; speech source directing; theoretic error; directing performance 摘 要: 麦克风阵列在人机交互中有着重要的研究和应用价值。而线性均匀麦克风阵列最简单，其基本功能是声源的定向。本文通过实验分析各种参数变化对线性麦克风阵列定向性能的影响。我们搭建了硬件参数不同的两套线性麦克风阵列并设计了对比实验。使用SRP-PHAT算法定向声源。我们分析了声源定向时各种可能的理论误差，对实验结果进行了误差分析，并与可能的理论误差做了对比。通过理论分析和对比实验，本文提出了线性麦克风阵列系统的性能评价指标，并给出了综合性能最优时的麦克风阵列系统参数配置。 关键词: 线性麦克风阵列; 声源定向; 理论误差; 定向性能 中图法分类号: ****文献标识码: A ?Supported by National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No. 2006AA01Z198; 作者简介: 段进伟(1985－),男,云南昆明人,大学本科,主要研究领域为人机交互与普适计算;
常见音箱结构设计与选用
常见音箱结构设计及选用 1、音箱设计流程 产品规划与造型设计：确认音箱用途、定位、使用场景与方式、外形大小等——声学设计：音箱总体方案设计、扬声器选型、音质效果评估——结构设计：音箱的箱体设计、扬声器结构设计——开模具——样机：音箱性能测试与评价、音箱性能优化与改进——音箱系统音质调试 2、音箱的分类及简要特性 音箱又称扬声器系统，是将扬声器装到专门设计的箱体，并用分频网络把输入信号分频以后分别送给相应的扬声器的一种系统。因此，音箱由扬声器、分频网络、扬声器箱共同组成。 音箱按伴音模式分为：单声道、立体声（2.0系统）、2.1声道系统、 3.0/3.1声道系统、家庭影院（5.1、7.1等环绕声）系统； 按产品形态可以分为：有源音箱、无源音箱； 按用途分为：书架式、落地式、监听式、电影立体声、大功率扩声、有线广播、防水、迷你型、返送式、带角架型、对讲型、拐角式、球型无指向式、高音半固定式、调相式等音箱。 按扬声器箱分为： 封闭箱：固定式、书架式； 倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡鲁逊式、曲径
式、后加载号筒式、折叠号筒式、空纸盆式 号筒障板式、前加载号筒式 利用反射的扬声器箱：角隅式、JBL式 指向性的扬声器箱：无指向性障板、球形箱、声柱； 最为普及的是封闭式声箱和倒相式声箱。封闭式声箱是为了达到隔离扬声器后面声波的目的，而将扬声器的后面完全封闭起来的声箱；倒相式声箱是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种声箱。 扬声器中使用最广泛的是电动式纸盆扬声器，由于其振膜面积可以做得比较大，能够得到比较大的振幅，所以具有低声频重放下限频率低的特点，同时结构简单、成本低，多年以来都是扬声器生产中的主流。 3、音箱设计的总体技术要求（倒相箱） 3.1 音箱发声的指向性 声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定的传播规律。扬声器辐射声波的波长随频率的增加而变短。当声波的波长与扬声器的几何尺寸可比拟时，由于声波的绕射特性及干涉特性，扬声器辐射的声波将出现明显的指向性。扬声器的指向性是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力，且与频率有关，高频声音具有较强的指向性，低频声指向性相对较弱。 超重低音、重低音音箱，扬声器的发声方向无限制，音箱可以放置于听音区的任何位置。 全频、中高频、高频音箱，扬声器的发声方向尽量正对听音位置。若因结
给电脑麦克风加个放大电路
给电脑麦克风加个放大电路 2007年12月26日星期三 14:10 前段时间电脑的集成声卡AC‘97烧了，话筒部分不能用了，声音也有点破声。电脑最令人兴奋的部分没了。 于是我去淘宝，淘了块声卡（YAMAHA）芯片，音质是挺满意的，就是只支持2.1声道，不过这也无所谓，因为我平也过不用5.1\6.1\7.1声道。开始挺高兴以为美妙的音乐又可以伴我左右了。美中不足的是，这话筒的声音实在是小的可怜，因为我有在用网络电话，我朋友都说声音非常小,可我已经用尽力大声在讲了.真累. 我自己也是电子爱好者，于是就用NPN的三级管--9014给话筒做一个放大电路。和朋友分享一下! 所需材料： 万能板一块 1.5V干电池一个 1KΩ电阻* 2 1MΩ电阻*1 9014 NPN三级管1只 10uF电解电容2只 咪头一个（早期废旧录音机里都有）
电脑麦克风放大电路图 电路分析： 其中电阻R1负责给咪头提供工作电压，R2与R3负责给三级管提供偏值电压，电容C1负责把咪头的信号耦合给三级管9014以便放大，最终放大的信号通过电容C2耦合后送回到话筒线路的正级中。 9014有以下几个放大倍数等级： A=60-150 B=100-300 C=200-600 (笔者使用的-9014 C 998) D=400-1000 经QQ聊天测试，音质清楚，没有杂音。而且在我这13平方米的房间，离话筒一米讲话是不存在问题的。最重要的是,一个一般的七号电池也可以连续供电好几个月! 电路简洁，零件少而且这件零在一般的废旧电路板都可以找到，这样还可以做到废品回收的作用！有兴趣的朋友不防试试。给话筒小声的朋友提供了一个很好的觖方法。以后讲话不用那么累了，也不用那么吃力，也不用担心对方是否可以听得清楚。 当然也可以用贴片做. 笔者也做了块很小个的,(10mm*10mm)用一个纽扣电池,装在麦里了,(不过两个电容是用4.7uF的) 以上都是经笔者成功实验过的,可以放心制作! 怎么样,心动了吧,那就快快行动吧!!!
教你看懂扬声器的构造图
教你看懂扬声器的构造图 作为音箱最基本的组成部分，扬声器单元（简称单元）对于普通读者来说是既简单又复杂的。为什么这么说呢？因为单元的工作原理似乎很简单，往复运动的振膜不停的振动，带动空气形成声波，似乎就这么简单。不过本文也没有让您一下子就能肉眼辨别单元好坏的妙方，只能先为大家揭秘这么个看似简单的单元，部究竟是个什么样，各部件有何功能等等。 惠威M200MKIII原木豪华版 扬声器的爆炸图（分解图）：
惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元爆炸图 将单元按照中轴及大致的装配顺序进行分解排列的说明图被行业人士称为爆炸图，上图便是典型的扬声器爆炸图。 锥形扬声器的特点及其部组成： 锥形扬声器是我们最常的扬声器类型，它的结构相对简单、容易生产，而且本身不需要大的空间，这些原因令其价格便宜，可以大量普及。其次，这类扬声器可以做到性能优良，在中频段可以获得均匀的频率响应，因此能够满足大部分普通消费者的常规听感需求。最后，这类扬声器已有几十年的发展史，而其工艺、材料也在不断改进，性能与时俱进，这也令这两款扬声器能够获得成为主流的持续的原动力。
惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元 锥形扬声器的结构可以分为三个部分： 1、振动系统包括振膜、音圈、定型支片、防尘罩 2、磁路系统包括导磁上板、导磁柱、导磁下板、磁体等 3、辅助系统包括盆架、压边、接线架、相位塞等 下面我们将为大家逐一介绍锥形扬声器部的主要部件。最新扬声器部解构： 惠威M200MKIII原木豪华版:低音单元爆炸图
具体到上图，根据序号，他们分别是：1.防磁罩、2&4.磁体、3.导磁下板、5.导磁上板、6.盆架、7.定心支片（弹拨）、8.音圈、9.振膜+折环、10.防尘帽。 振膜：电动式扬声器，当外加音频信号时，音圈推动振膜振动，而振膜则推动空气，产生声波。 常见的锥盆有三种形式：直线式锥盆振膜、指数式锥盆振膜和抛物线式锥盆振膜。 振膜在振动频率较高时，会出现分割振动，在振膜锥形斜面上增加褶皱可以改变分割振动的状态，如果设计得当，可以改善单元的高频特性，还可以增加振膜的强度及阻尼。
多通道语音增强方法简介
多通道语音增强方法简介 【摘要】由于多麦克风越来越多地部署到同一个设备上，基于双麦克风和麦克风阵列的多通道语音增强研究有了较大的应用价值。介绍了自适应噪声对消法、FDM等双通道语音增强方法和波束形成、独立分量分析等麦克风阵列语音增强方法，对各个方法的原理、发展和优缺点进行了详细分析和总结，对多通道语音增强深入研究有一定帮助。 【关键词】语音增强；双通道；麦克风阵列；波束形成 1.引言 语音是人们通讯交流的主要方式之一。我们生活的环境中不可避免地存在着噪声，混入噪声的语音会使人的听觉感受变得糟糕，甚至影响人对语音的理解。在语音编码、语音识别、说话人识别等系统中，噪声也会严重影响应用的效果。语音增强成为研究的一个问题，其模型如图1所示。 图1 语音增强模型 按照采集信号的麦克风数量分类，语音增强方法可被分为单通道（single channel）、双通道（dual-channel）、麦克风阵列（microphone array）三种类型。一般来说，麦克风越多，去噪的效果越好。早期，大部分通信/录音终端都只配有一个麦克风，因此单通道语音增强吸引了大量研究者的目光，方法较为成熟。但单通道方法的缺点是缺少参考信号，噪声估计难度大，增强效果受到限制。近年来随着麦克风设备的小型化和成本的降低，双麦克风和麦克风阵列越来越多地被部署。研究者的注意力也在从单通道语音增强向双通道和麦克风阵列语音增强转移，这里对已有的多通道语音增强算法作以简单介绍。 2.双通道语音增强方法 在语音增强中，一个关键的问题就是获得噪声。在单通道语音增强中，噪声是通过从带噪语音信号中估计得到的，估计算法较为复杂且估计噪声总是与真实噪声存在差异，这就限制了增强效果的提高。为了获得真实噪声，简单的做法就是增加一个麦克风来采集噪声。从带噪语音信号中减去采集噪声来得到语音信号，这种方法叫做自适应噪声对消法（ANC，adaptive noise canceling），是最原始的最简单的双通道语音增强算法。针对双麦克风开发的算法不多，主要有噪声对消法、一阶差分麦克风（FDM，first-order differential microphone）及基于FDM 改进得到的自适应零陷波束形成法（ANF，adaptive null-forming）。 2.1 自适应噪声对消法 噪声对消法采用两个麦克风，一个麦克风采集带噪语音，另一个采集噪声信号，用带噪信号减去噪声信号，得到语音信号。减操作一般在频域进行，如果采
耳机喇叭的结构设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d514448033.html, 耳机喇叭的结构设计 作者：周磊 来源：《信息技术时代·下旬刊》2018年第01期 摘要：随着科学技术的进步，耳机的设计制造得到了长足的发展。然而耳机知名品牌都是国外品牌，如德国的Beyerdynamic（拜亚动力）和Sennheiser（森海塞尔），美国的Beats （节拍）和Bose（博士），奥地利的AKG（爱科技）；中国的耳机制造企业还处于萌芽发展阶段，如Merry（美特科技）和欧仕达（AST），相信不久的将来，它们也会像华为一样发展壮大，走出国门，走向世界。 关键词：耳机；喇叭；结构设计 随着中国城市化进程的加快，越来越多的人们选择通过户外运动方式来缓解面临的各种压力，各种各样的运动耳机也越来越被人们所使用。下文讲解运动耳机中最重要的部件-喇叭，以及和喇叭相配合机构件的设计。 一、耳机的分类 耳机根据其换能方式分类，主要有：动圈方式、动铁方式、静电式。 1. 动圈式耳机是最普通、最常见的耳机，它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器，由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高，大多可为音响上的耳机输出驱动，且可靠耐用。通常而言驱动单元的直径越大，耳机的性能越出色，目前在消费级耳机中驱动单元最大直径为70mm，一般为旗舰级耳罩式耳机。 2.动铁式耳机是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点，从而产生振动并发声的耳机。动铁式耳机由于单元体积小得多，所以可以轻易的放入耳道。这样的做法有效地降低了入耳部分的面积可以放入更深的耳道部分 3.静电耳机有轻而薄的振膜，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化，也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板（定子）形成的静电场中，静电耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号，驱动，所能到达的声压级也没有动圈式耳机大，但它的反应速度快，能够重放各种微小的细节，失真极低。 二、喇叭的工作原理及结构 喇叭的工作原理：是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时，产生上下方向的推动力使振动体（振动膜）振动，从而振动空气，使声音传播出去，完成了电-声转换。喇叭实际上是一个电声换能器。
基于麦克风阵列的语音增强算法概述
- 29 - 基于麦克风阵列的语音增强算法概述 丁 猛 （海军医学研究所，上海 200433） 【摘 要】麦克风阵列语音增强技术是将阵列信号处理与语音信号处理相结合，利用语音信号的空间相位信息对语音信号进行增强的一种技术。文章介绍了各种基于麦克风阵列的语音增强基本算法，概述了各算法的基本原理，并总结了各算法的特点及其所适用的声学环境特性。 【关键词】麦克风阵列；阵列信号处理；语音增强 【中图分类号】TN911.7 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2011)03-0029-02 （一）引言 在日常生活和工作中，语音通信是人与人之间互相传递信息沟通不可缺少的方式。近年来，虽然数据通信得到了迅速发展，但是语音通信仍然是现阶段的主流，并在通信行业中占主导地位。在语音通信中，语音信号不可避免地会受到来自周围环境和传输媒介的外部噪声、通信设备的内部噪声及其他讲话者的干扰。这些干扰共同作用，最终使听者获得的语音不是纯净的原始语音，而是被噪声污染过的带噪声语音，严重影响了双方之间的交流。 应用阵列信号处理技术的麦克风阵列能够充分利用语音信号的空时信息，具有灵活的波束控制、较高的空间分辨率、高的信号增益与较强的抗干扰能力等特点，逐渐成为强噪声环境中语音增强的研究热点。美国、德国、法国、意大利、日本、香港等国家和地区许多科学家都在开展这方面的研究工作，并且已经应用到一些实际的麦克风阵列系统中，这些应用包括视频会议、语音识别、车载声控系统、大型场所的记录会议和助听装置等。 文章将介绍各种麦克风阵列语音增强算法的基本原理，并总结各个算法的特点及存在的局限性。 （二）常见麦克风阵列语音增强方法 1.基于固定波束形成的麦克风阵列语音增强 固定波束形成技术是最简单最成熟的一种波束形成技术。1985年美国学者Flanagan 提出采用延时-相加（Delay-and-Sum）波束形成方法进行麦克风阵列语音增强，该方法通过对各路麦克风接收到的信号添加合适的延时补偿，使得各路输出信号在某一方向上保持同步，并在该方向的入射信号获得最大增益。此方法易于实现，但要想获取较高的噪声抑制能力则需要增加麦克风数目，然而对非相干噪声没有抑制能力，环境适应性差，因此实际中很少单独使用。后来出现的微分麦克风阵列（Differential Microphone Arrays）、超方向麦克风阵列（Superairective Microphone Arrays ）和固定频率波束形成（Frequency-Invariant Beamformers） 技术也属于固定波束形成。 2.基于自适应波束形成器的麦克风阵列语音增强 自适应波束形成是现在广泛使用的一类麦克风阵列语音增强方法。最早出现的自适应波束形成算法是1972年由Frost 提出的线性约束最小方差（Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV）自适应波束形成器。其基本思想是在某方向有用信号的增益一定的前提下，使阵列输出信号的功率最小。在线性约束最小方差自适应波束形成器的基础上，1982年Griffiths 和Jim 提出了广义旁瓣消除器（Generalized Sidelobe Canceller, GSC），成为了许多算法的基本框架（图1）。 图1 广义旁瓣消除器的基本结构 广义旁瓣消除器是麦克风阵列语音增强应用最广泛的技术，即带噪声的语音信号同时通过自适应通道和非自适应通道，自适应通道中的阻塞矩阵将有用信号滤除后产生仅包含多通道噪声参考信号，自适应滤波器根据这个参考信号得到噪声估计，最后由这个被估计的噪声抵消非自适应通道中的噪声分量，从而得到有用的纯净语音信号。 如果噪声源的数目比麦克风数目少，自适应波束法能得到很好的性能。但是随着干扰数目的增加和混响的增强，自适应滤波器的降噪性能会逐渐降低。 3.基于后置滤波的麦克风阵列语音增强 1988年Zelinski 将维纳滤波器应用在麦克风阵列延时—相加波束形成的输出端，进一步提高了语音信号的降噪效果，提出了基于后置滤波的麦克风阵列语音增强方法（图2）。基于后置滤波的方法在对非相干噪声抑制方面，不仅具有良好的效果，还能够在一定程度上适应时变的声学环境。它的基本原理是：假设各麦克风接收到的目标信号相同，接收到的噪声信号独立同分布，信号和噪声不相关，根据噪声特性， 【收稿日期】2010-12-30 【作者简介】丁猛（1983－），男，海军医学研究所研究实习员。
2399麦克风处理电路
PT2399卡拉OK电路 2010年11月27日 11:05 本站整理作者：佚名用户评论（1） 关键字：PT2399(1)卡拉O(2) KALAOKE电路原理 1）话筒输入由两个话筒七脚插座引入信号，在话筒未插入时话筒输出信号被短接到GND。只有在话筒插入时，话筒输出信号才会与GND断开,并有效输出到后级功放。电路图未画出，7脚话筒有一组开关，话筒未插入，把输出短路到地，起到静噪的效果，话筒插入会自动短开，音频通路畅通。这个大家找一个7脚座研究下。 2）话筒输入信号经过IC1A双运放一侧放大器正相放大管后，由50K单联电位器（2W1）实现话筒MIC VOL衰减调节，音量调节后的话筒信号再经过一级共射极放大电路，同样由IC1B双运放另一侧实现反相放大，话筒信号最后进入RSM2399进行混响（ECHO）处理。调节2399底6脚下地电阻阻值可改变混响延时时间，一般以听到渐弱连续的7个回声为标准。 3）RSM2399可以处理音频信号的延时效果，其外围元件连接请参考PT2399的DATASHEET。 KALOKE电路检修 1）MIC话筒电路故障:话筒无声无输出。 A）检查MIC电路供电 检修步骤先确认RSM2399供电正常，正常供电RSM2399的PIN1脚对地电压为4.7V～5V,无信号输入时为5V,同样还须确认话筒IC1双运放的供电正常。 B）检查MIC信号通路 输入MIC信号（插入话筒试音，同时测试），用示波器观察C15是否有耦合的信号输出。 如果C15没有信号输出说明故障在MIC双运放IC1放大电路，须重点检测IC1放大，是否供电不正常或者耦合电解开路，音量电位器虚焊，信号短路等不良，可排除故障。 如果C15有信号输出说明RSM2399输入信号OK，但是RSM2399无输出，首先应检测2C11耦合的信号是否因话筒插座不良被短接到地了。否则检测RSM2399外围电路和RSM2399品质。 注：话筒插入，输出信号仍被短路到地，则话筒插座不良，须更换。正常状态，两个话筒插头均未插入话筒，则信号被短接到地，任意一个插入则信号将不再被短接到地。 2）MIC电路故障：调节MIC VOL或者ECHO有杂音 检修步骤重点应放在MIC VOL/ECHO电位器品质上，检查是否电位器内部簧片接触问题，可以用专用清洗液或者工业酒精清洗电位器内部，有条件则直接更换不良电位器。 3）MIC电路故障：MIC声音失真 检修步骤重点应放在两个运放（IC2运放把MIC信号和其他音频信号做了一个加法器混合，使人声和音乐叠加KALAOKE）和RSM2399本身品质或者外围元件品质。重点检查他们的供电是否正常，必要时更换元件，用“替代法”缩小问题区域，直到找出问题给予排除。
麦克风阵列结构设计建议和方案参考
麦克风阵列结构设计建议和方案参考 1. 目的 本文档主要用于指导麦克风阵列的在产品应用中的麦克结构设计参考和建议。 2. 麦克风结构总体设计要求 1） 麦克风阵列需要减震密封处理，为保证麦克风的声音采集效果，能够满足语音识别和算法要求，通常采用将麦克风固定于硅胶套内（硅胶软硬度可根据实际结构形式进行匹配验证），且麦克风和硅胶之间有腔体存在； 2） 麦克风阵列的数量、间距及安装位置要满足算法要求； 3） 根据产品结构型式和产品需求，通常麦克风阵列的结构设计有两种型式：面壳安装方式和非面壳安装方式，两种方式的结构设计要求和建议参照下述方案说明。 3. 不同结构型式麦克风阵列结构设计方案介绍和说明 3.1 面壳安装方式方案 该结构方案麦克风阵列和硅胶套装配后固定于面壳上，通过面壳上的拾音孔进行录音采集。 a) 3D 截面效果图 b) 设计说明 （1） 麦克风阵列的数量、间距和安装位置满足算法要求； （2） 麦克风固定于硅胶套内，且注意麦克风和硅胶套及硅胶套上端和面壳内表面一定不能 有空腔存在（避免腔体反射对麦克风录音效果影响）； （3） 麦克风拾音端面和面壳拾音孔外表面之间距离越短越好，最长不要超过3mm ； （4） 根据应用场景情况，可在麦克风表面增加防风棉（类似车载空调风直吹场景） 和防尘
棉等零件。 3.2 非面壳安装方式： 该结构形式通常麦克风阵列固定于密封减震硅胶套内，然后整个麦克风单元固定于PCB 上。 a) 3D 效果图 b) 设计说明 （1） 设计说明麦克风阵列的数量、间距和安装位置满足算法要求 （2） 麦克风阵列之间应保证通透性，麦克风相互之间不能有隔板等障碍物阻挡 （3） 麦克风单元上部（例如图1中的上方主板外壳B ）和麦克风拾音端面至少留5mm 的通透空间，如果是指向性麦克风，注意麦克风器件下方要留麦克风器件背面拾 音孔空间和距离。
常见音箱结构设计及选用
1、音箱设计流程 产品规划与造型设计：确认音箱用途、定位、使用场景与方式、外形大小等——声学设计：音箱总体方案设计、扬声器选型、音质效果评估——结构设计：音箱的箱体设计、扬声器结构设计——开模具——样机：音箱性能测试与评价、音箱性能优化与改进——音箱系统音质调试 2、音箱的分类及简要特性 音箱又称扬声器系统，是将扬声器装到专门设计的箱体内，并用分频网络把输入信号分频以后分别送给相应的扬声器的一种系统。因此，音箱由扬声器、分频网络、扬声器箱共同组成。 音箱按伴音模式分为：单声道、立体声（系统）、声道系统、声道系统、家庭影院（、等环绕声）系统； 按产品形态可以分为：有源音箱、无源音箱； 按用途分为：书架式、落地式、监听式、电影立体声、大功率扩声、有线广播、防水、迷你型、返送式、带角架型、对讲型、拐角式、球型无指向式、高音半固定式、调相式等音箱。 按扬声器箱分为： 封闭箱：固定式、书架式； 倒相式：倒相管式、阻尼倒相式、分布倒相式、R-J式、卡鲁逊式、曲径式、后加载号筒式、折叠号筒式、空纸盆式 号筒障板式、前加载号筒式 利用反射的扬声器箱：角隅式、JBL式 指向性的扬声器箱：无指向性障板、球形箱、声柱；
最为普及的是封闭式声箱和倒相式声箱。封闭式声箱是为了达到隔离扬声器后面声波的目的，而将扬声器的后面完全封闭起来的声箱；倒相式声箱是将扬声器后面所发声波加以充分利用的一种声箱。 扬声器中使用最广泛的是电动式纸盆扬声器，由于其振膜面积可以做得比较大，能够得到比较大的振幅，所以具有低声频重放下限频率低的特点，同时结构简单、成本低，多年以来都是扬声器生产中的主流。 3、音箱设计的总体技术要求（倒相箱） 音箱发声的指向性 声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定的传播规律。扬声器辐射声波的波长随频率的增加而变短。当声波的波长与扬声器的几何尺寸可比拟时，由于声波的绕射特性及干涉特性，扬声器辐射的声波将出现明显的指向性。扬声器的指向性是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力，且与频率有关，高频声音具有较强的指向性，低频声指向性相对较弱。 超重低音、重低音音箱，扬声器的发声方向无限制，音箱可以放置于听音区的任何位置。 全频、中高频、高频音箱，扬声器的发声方向尽量正对听音位置。若因结构、外观形态等限制，无法正对听音者位置，需要设计声音反射装置，以减小指向性带来的声音衰减。 扬声器发声方向与听音者方向不大于90°，可采用以下声波反射装置。 尽量避免扬声器发声与听音者方向超过90°。 扬声器的选用 扬声器的选型及与音箱箱体的配合，直接决定了音箱系统的音质状况。
一文带你全面熟悉智能语音之麦克风阵列技术的原理
一文带你全面熟悉智能语音之麦克风阵列技术的原理 麦克风阵列(Microphone Array)，从字面上，指的是麦克风的排列。也就是说由一定数目的声学传感器(一般是麦克风)组成，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。 早在20世纪70、80年代，麦克风阵列已经被应用于语音信号处理的研究中，进入90年代以来，基于麦克风阵列的语音信号处理算法逐渐成为一个新的研究热点。而到了“声控时代”，这项技术的重要性显得尤为突出。 麦克风阵列能干什么? 任何一项技术的发生发展都伴随着问题的提出及解决，麦克风阵列也是如此。那么它主要应用在哪些场景下呢?又有着怎样的功能! ◆【噪声环境怎么破?】——语音增强(Speech Enhancement) 语音增强是指当语音信号被各种各样的噪声(包括语音)干扰甚至淹没后，从含噪声的语音信号中提取出纯净语音的过程。所以DingDong在嘈杂环境下，也能准确识别语音指令。通过麦克风阵列波束形成进行语音增强示意图 从20世纪60年代开始，Boll等研究者先后提出了针对使用一个麦克风的语音增强技术，称为单通道语音增强。因为它使用的麦克风个数最少，并且充分考虑到了语音谱和噪声谱的特性，使得这些方法在某些场景下也具有较好的噪声抑制效果，并因其方法简单、易于实现的特点广泛应用于现有语音通信系统与消费电子系统中。 但是，在复杂的声学环境下，噪声总是来自于四面八方，且其与语音信号在时间和频谱上常常是相互交叠的，再加上回波和混响的影响，利用单麦克风捕捉相对纯净的语音是非常困难的。而麦克风阵列融合了语音信号的空时信息，可以同时提取声源并抑制噪声。 目前科大讯飞已经实现了基于线性阵列、平面阵列以及空间立体阵列的波束形成和降噪技术，效果均达到业界一流水平。 2013年科大讯飞车载降噪产品和国际竞争对手效果对比 ◆【说话人老是变幻位置怎么破?】——声源定位(Source Localization)
讯飞麦克风阵列声学测试方法
讯飞麦克风阵列声学测试 方法 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
讯飞麦克风阵列声学测试方法 测试准备 环境： 混响环境（模拟家庭客厅环境） 器材： 两个高保真音箱：1个用于播放语音，1个用于播放噪声； 音响支架2个：1个用于放置语音播放设备，1个用于放置噪音播放设备； 笔记本电脑2个：1个用于播放语音信号和噪声信号，1个用于抓取日志或录音； 分贝仪1个：用于噪声、语音信号强度测试，计算信噪比等； 卷尺1个：用于测试与设备的距离； 语料： 唤醒语料：用于测试唤醒率； 命令词语料：用于语音识别，测试识别率； 本机功放播放音频：回声消除测试使用； 家庭环境噪声音频：可播放中央台新闻节目，约30分钟； 硬件：
讯飞demo板1个 裸板1个 整机1个 软件： IPTV主板软件： 可抓日志，准备至少两个串口线。 可录音，可录15分钟以上。准备两个U盘。 可手动打开/关闭唤醒模式。可手动设置波束。 核心板固件：准备烧录工具。 唤醒词：跟唤醒词音频一致。 测试环境搭建 麦克风阵列测试示意图如下：
在安静环境下，放置阵列位于待测区域中间位置，唤醒源位于距阵列1m 处，噪声源位于距阵列处，唤醒源和阵列在一条直线上。 通过高保真音箱播放语料，通过分贝仪在阵列处测试信噪比，要求噪声源、唤醒源在阵列处的响度均为55dB 。安静环境下和噪声环境下分别测试唤醒率和识别率。 调整唤醒源的位置，距阵列的距离分别为3m 和5m 。要求唤醒源在阵列处的响度仍为55dB 。安静环境下和噪声环境下分别进行唤醒率和识别率测试。 测试说明： 测试环境因素影响非常大，唤醒源的位置角度调一调，响度校正时测试值的波动也很大。每次测试都要有对比物，只有同一时间同一环境对比测试的结果才有意义。 一、声学效果测试 1 分别对音箱6麦克整机与音箱裸麦、音箱裸麦与评估板裸麦进行唤醒、声源定位测试 测试步骤： 唤醒源 待测区域 麦克风阵