麥克風咪頭規格指標對于耳機降噪效果的影響
麥克風咪頭幾個重要的指標包括:信噪比(SNR),聲學過載點(AOP),總諧波失真(THD),截止頻率,靈敏度,相位響應,群時延和電流消耗。
麥克風咪頭規格指標對于耳機降噪的設計而言,盡管所有這些規范都起作用,但影響麥克風選擇的關鍵參數是信噪比(SNR)、聲學過載點(AOP)、
截止頻率、相位響應、群延遲和電流消耗,當然不同產品的截止頻率和相位響應的差異也非常重要。
信噪比(SNR):麥克風的固有本底噪聲需要低于周圍環境噪聲,以便可靠地捕獲噪聲信號;
因此在安靜的環境中,需要具有高SNR的麥克風,如果麥克風的SNR較高,則噪聲消除算法的實現將變得更加容易;
舉例一只50dB SNR的MIC,其本底噪聲級為44dBSPL,如果環境噪聲低于此數值,MIC噪聲就高于環境噪聲,算法降噪就很難實現;
但如果SNR為70dB,則其本底噪聲級為24dBSPL,這個數值低于日常生活中的絕大多數噪聲環境,已經接近消聲室水平了,算法實現降噪會更容易。
聲學過載點(AOP):當距離揚聲器足夠近時,麥克風可能拾取到很大的聲壓(小空間中有時是膜撓動),以致超過麥克風的AOP;
當聲壓超過AOP時,失真會大幅提高,如10%以上的失真,這樣就很難完全消除耳機中的噪音;
所以,需要分析麥克風的THD與SPL(聲壓級)曲線,并選擇失真度低(<1%)的麥克風咪頭;
麥克風咪頭的AOP必須足夠高,以捕獲周圍環境中所有嘈雜噪聲。
截止頻率:麥克風將需要具有較低的截止頻率規格(30Hz或更低),以便還可以可靠地捕獲低頻噪聲信號;
如果截止頻率較高,則ANC系統將無法有效去除非常低頻的噪聲信號;
如果多個麥克風之間的截止頻率變化很大,則ANC算法的實現將變得富有挑戰性;
并且耳機的低頻噪聲消除性能將不一致,所以對于截止頻率的公差必須非常嚴格。
相位響應:相位響應是整個音頻頻帶上的相位變化;
麥克風的相位響應曲線使您可以深入了解麥克風如何處理輸入信號的不同頻率分量之間的相位關系。
群延遲:是麥克風的頻率相關延遲,是相位響應的導數,它描述了不同頻率的響應通過麥克風從聲學輸入到電子輸出時所引起的時間延遲;
有必要將群延遲保持在最小且在整個頻率上保持恒定,以防止由于相位失準而導致輸出信號失真;
如果麥克風測量到的噪聲信號已經失真,則無法進行有效消除。所以只有截止頻率,相位響應曲線的變差很小,ANC算法才可以有效地從系統中消除噪聲。
電流消耗:電流消耗是選擇麥克風時要考慮的非常關鍵的規格,特別是對于始終開啟和電池供電的耳機應用;
需要睡眠/待機模式以節省一段時間的功耗,并且可以延長系統的電池壽命;
麥克風的電流消耗是工作時鐘頻率的函數,某些數據表清楚地表明了當麥克風以較低的時鐘頻率工作以節省功耗,這需要與性能進取舍。