隨著語音識別技術的成熟，智能音箱類產品的火爆，越來越多的產品可以升級為語音交互產品；

下面簡單介紹下此類產品的語音前端--麥克風陣列設計相關注意事項：

• 線性四麥陣列構型：

如上圖所示，麥克風直線等距擺放，間距可以是20~60mm，默認推薦40mm；

間距可以是25~45mm，默認推薦35mm；

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• 環形六麥陣列構型：

環形六麥陣列呈圓形布局，6個麥克風順時針均勻分布在圓周，半徑支持20~60mm，默認推薦39mm；

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• 數字硅麥設計

基本選型：

接口類型：IIS數字接口

接口電壓：1.8V或者3.3V

全向拾音，高靈敏度，高信噪比；

參數參考：

參數	條件	典型值	單位
Supply Voltage	?	3.3/1.8	V
Directionality	?	Omni	?
Sensitivity	1 kHz, 94 dB SPL	-26	dB FS
Signal-to-Noise Ratio (SNR)	?	65	dBA
Total Harmonic Distortion	105 dB SPL	0.3	％
Acoustic Overload Point	10% THD	116	dB SPL

參考電路：

? ? 為了避免潛在的寄生效應以便達到最理想的效果，強烈建議放一個0.1uF的X7R陶瓷電容（或者更理想的電容）到電源和地管腳附近；layout時電容位置距離麥克風越近越好，相應的電源和地走線越短越好，并且同層直接與麥克風連接不要經過過孔換層連接；如下參考：

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? ? ?? 對于底部拾音的麥克風，收音孔直徑典型值為0.5mm~1.0mm，麥克風的孔應該與PCB中的孔對齊；條件允許的情況下，建議PCB厚度減小，拾音孔直徑加大。

• 結構設計建議

聲音路徑設計：

麥克風需要一條使聲音通過收音孔進入封裝振膜的路徑。聲學中所有尺寸參考都是相對于聲音波長而言的，因此頻率與波長的換算公式如下：

λ = c/f

c是聲音在空氣中傳播速度，約為340m/s

f是頻率（Hz）

λ是波長（m）

聲音的波長與頻率的關系如下所示：

結構總體要求：

• 結構外的聲音能以接近自由場的方式直接到達每一個麥克風，避免掩蔽效應；

（即聲源的直達聲而非反射聲到達每個麥克風的機會是均等的，麥克風振膜背對聲源就可能會形成掩蔽效應）

• 麥克風開放空間 外表面要充分透聲，不能形成聲反射區，外表面可用布料等材料避免反射；
• 聲音到達麥克風振膜的路徑盡量短、盡量寬，路徑上不要有任何空腔；
• 麥克風本身要遠離干擾和振動（喇叭振動，結構振動），結構部件做好減振緩沖設計；
• 避免聲音在結構、腔體內傳播到麥克風；

（喇叭發出的聲音不能在結構或者腔體內部泄露到麥克風，只能通過結構外的空氣傳播到麥克風）

單孔收音腔設計

單孔收音腔，即麥克風和硅膠墊裝配后固定于面殼上，單個麥克風通過面殼上的開孔進行收音；示意圖如下：

單孔收音腔設計參考實例：

小米音箱和天貓精靈

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單孔收音腔設計注意事項：

1. 各個麥克風之間嚴格獨立，每個麥克風的拾音孔是其拾音的唯一通道；
2. 麥克風需要硅膠墊等措施與外殼體隔絕，起到密封和降低殼體振動傳聲到麥克風的作用；（PCB設計時注意拾音孔與板邊的距離要大于2mm以便安裝硅膠墊）
3. 麥克風收音路徑內不要存在任何空腔，振膜和殼體內壁不要存在縫隙，如下反面示意：

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? ? 4. 根據使用場景，可以在麥克風拾音孔表面增加防風、防塵、防液體滲入密封措施（比如車載空調風直吹場景）；

?? 5. 麥克風遠離干擾和振動（喇叭振動、結構轉動振動），避免結構振動對麥克風造成影響；對于振動有兩個基本措施，一是堆疊布局時麥克風盡量遠離喇叭；二是用盡量軟的硅膠套、減震棉等進行密封減震緩沖；

?? 6. 避免結構內部聲音傳播，建議麥克風陣列和喇叭放在不同腔體內，對腔體內的麥克和喇叭進行密封處理；

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選型與設計關鍵參數參考：

麥克風信噪比：60~70 分近中遠三場景；

麥克風靈敏度：-40（模擬）? -26（數字）；

頻響平坦度：2 （100Hz~6KHz）；

收音孔氣密性：大于20dB；

麥克風一致性：相位小于10，幅度小于2dB；

麥克風間距：25~60mm之間；

間距小影響低頻，間距大影響高頻；疊加裝配的誤差率，體驗上在常規噪音環境下影響喚醒率和打斷率1個點左右；

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