智能音箱设计规范V1.0_智能音响 回采电路

智能音箱声学设计规范V1.0

• 前言
• 1. 麦克风系统设计
• • 1.1 MIC型号选择
  • 1.2 MIC出音孔设计
  • 1.3 MIC阵型选择
• 2. 扬声器系统设计
• • 2.1 扬声器单体选择
  • 2.2 扬声器结构设计
• 3. 电路系统设计
• • 3.1 回采电路设计
  • 3.2 信号质量要求

前言

该规范均基于笔者目前工作经验所总结，如有不足，欢迎指正。

1. 麦克风系统设计

1.1 MIC型号选择

1. 智能音箱对MIC阵列一致性要求较高，受生产流程原因，模拟MIC一致性较差，因此优先选用数字MIC；
2. 模拟MIC的优点是信噪比高，且增益可调，在保证一致性条件下，模拟MIC更有优势；
3. 灵敏度要求：大于-40dBV@94dB 1kHz；
4. 信噪比要求：大于64dB；
5. 声学过载点（AOP）要求：大于120dBSPL
6. MIC单体失真要求：小于1%@1kHz

1.2 MIC出音孔设计

1. 壳体上的麦克风孔要大于0.8mm；
2. 前音腔体积越小越好，壳体上的孔长越短越好，孔的直径越大越好，通常出音孔的径深比不小于1:3；
3. 能用独立的一体结构件完成MIC密封&收音通道的搭建，就不要用多个组合件，生产上的误差链会导致密封一致性下降；
4. 防尘网选合适的密度和声阻的即可，选用防尘网会增加成本；
5. 底出音MIC密封性结构比较容易做；
6. MIC安装位置应尽量远离噪声源（如电机、风扇等）；
7. 出音孔避免谐振腔出现（两端小，中间大）；

1.3 MIC阵型选择

1. MIC数量越多，效果越好，但成本也越高；
2. MIC阵型分环阵和线阵，环阵尽量等间距放置MIC，阵列直径范围60~80mm，行业内多用70mm；
3. 如结构无限制优先选环阵。受阵型波束影响，线阵在轴线方向上角度识别偏差较大。

2. 扬声器系统设计

2.1 扬声器单体选择

1. 扬声器单体的失真（THD）尽可能越小越好，失真越小，回声消除（AEC）效果越好，打断唤醒率越高；
2. 在功率满足的情况下，优先选用铁氧体扬声器，成本低，铁氧体还起到配重作用；
3. 系统最大音量不应超过扬声器单体的额定功率；

2.2 扬声器结构设计

1. 在结构允许情况下，扬声器和麦克风距离尽可能远；
2. 扬声器与麦克风应在不同的腔体内，做好密封，防止内部传音；
3. 扬声器系统要做减震处理，防止结构振动导致结构传音，并与其它构件保持一定间距，防止碰撞导致异常信号；

3. 电路系统设计

3.1 回采电路设计

1. 根据回采位置不同可分为内部回采和外部回采，外部回采又分为外部功放前回采和外部功放后回采，推荐回采类型为外部功放后回采，即回采位于功放和扬声器之间（功放之后，扬声器之前，这样AEC效果最好）；
2. 回采电路中如有自动增益控制（AGC），应置于回采位置之前；

3.2 信号质量要求

1. 功率匹配：设备自身最大音量播放满幅扫频信号，MIC信号不能截幅；
2. 自播自录的音频信号中，MIC信号应晚于回采信号，不能早于回采信号；
3. 整机信噪比要求：不小于45dB@94dB 1kHz；
4. 整机灵敏度要求：不小于-25dBFS@94dB 1kHz；
5. MIC信号过小会导致远场唤醒率下降，设备自身最大音量播放满幅扫频信号时，最大振幅范围在-3dBFS~-9dBFS为宜；