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声学元件设计问答
声学元件设计问答
在 COVID-19 大流行期间，人们在家的时间越来越长，这导致对相关产品的需求增加，例如可穿戴设备、笔记本电脑、视频会议设备、智能扬声器等。它们都有一个共同点：扬声器和麦克风是音频和通信的关键组件。
问：如何为空间不足的设备设计更纤薄的扬声器？
A：以笔记本电脑（或触摸屏）为例，大多数为笔记本电脑设计或组合在纤薄表面下的扬声器都需要缩小高度。相反，扬声器的长度和宽度必须加长以确保 SPL 性能。但是，它通常需要两个或多个电机（音圈），并且它们也使成本更高。有一个解决方案：我们可以使用FPC（柔性印刷电路）制作的音圈，它对扬声器的长度和宽度的限制较少。FPC音圈扬声器应该设计有适当的磁路和结构，很容易开发出相对较长和较薄的矩形扬声器。
图一、FPC音圈喇叭
图2. 1瓦0.5米5cc封闭箱体FPC音圈扬声器模拟频率响应（扬声器：L50mm*W4.5mm*H12mm）
问：如何在扬声器附近设计麦克风而不引起啸叫或回声？
答：这里有一些提示：
1. Mic Array：Mic Array由2~8个麦克风组成，结合DSP&Beamforming算法；它可以实现语音远距拾音和降噪，以提高语音通话质量。
2. Mic Sensitivity & Frequency：Mic Array每个麦克风的灵敏度应该接近Fr，理想情况下为±1dB，这样可以减少DSP在计算时的偏差，音道结构的总长度不应超过5mm并避免麦克风通道的共振频率
图 3. 麦克风频率响应匹配。
图 4. 麦克风橡胶座和挡板
3. Mic Phase：每个Mic的相位要靠得越近越好，在±5∘，这样可以减少DSP计算时的偏差时间，保证Beam & Directionivity的准确性。
4、话筒胶座密封：话筒胶座与Bezel必须无缝密封，隔音必须至少达到20dBSPL，以防止内置扬声器的声音通过橡胶间隙进入话筒的声音通道。
5、Mic vs Speaker的位置和防震：考虑到扬声器的放大和麦克风的AEC信号处理，通常我们会把扬声器放在中间，而麦克风要远离扬声器，麦克风也需要使用橡胶的防震和气密性。扬声器的外壳和螺丝孔应使用海绵或橡胶支架固定以避免振动，否则麦克风会收到扬声器的THD信号，影响AEC的质量。
