如何将麦克风阵列音频信号结合数字化设计

便于座舱舒适的音频技术


图2：典型的CSE简化框图

在图2中，您会注意到，声音由麦克风阵列捕获；这种情况下，阵列包括四个模拟驻极体电容麦克风。尽管在图2中未显示，但典型的驻极体电容麦克风在偏置时接近电流源。

模数转换器（ADC）对来自麦克风阵列的音频信号进行数字化，然后由应用处理器处理该音频信号。在图2中，集成模拟前端集成在ADC中，有助于提高信噪比（SNR）并实现更高质量的音频捕获。请记住，图2仅显示实现这一目标的众多方法之一。例如，您可以使用数字I2S麦克风，但是这种替代方法比使用模拟麦克风和多通道ADC的成本更高。应用处理器根据处理的算法启用CSE系统的特定功能。

为了减少不需要的噪声，处理器执行主动降噪（ANC）算法。该系统旨在减少汽车座舱内的低频噪声，并在汽车运行的任何阶段操作，无论音频系统是开启或关闭。麦克风阵列从传动系统捕获声音，并创建精确定时的反相音频信号，然后发送到放大器，以驱动系统扬声器和低音炮，而不影响音乐或通话音量。为了增强引擎声，处理器执行发动机声音增强（ESE）或声音执行器算法，方法是通过由发动机负载和RPM确定的立体声系统，播放预先记录的引擎声，或者让麦克风阵列从传动系统捕获声音信号，处理器放大和调谐此声音信号，以让司机对引擎声不反感。为了有效地执行高性能免提系统，处理器实现了麦克风波束成形算法（MBF）。

想象一下从麦克风到驾驶员面部的波束。系统只“听到”存在于该光束内的声音并拒绝来自其他方向的声音。麦克风阵列中的各个麦克风通过系统采样频率指定的极其特定的距离分离。该距离影响声音到达每个特定麦克风所花费的时间，为系统提供关于声源的方向和距离的足够信息，并且拒绝该虚拟波束之外的任何声音。来自应用处理器的高度处理的输出信号在音频处理器中与用户指定的音频信号源（诸如来自外部源的音乐或经由蓝牙的电话交谈）混合。该混合信号可能包括来自用户选择源（一些情况下为ANC和ESE）的每个信号，并不会干扰音乐或通话水平。放大器驱动座舱内的系统扬声器和低音炮。