[转]智能音箱声学设计规范V1.0

摘要

从知乎上转载一篇关于智能音箱声学设计规范的文章，其中关于智能音箱麦克风系统设计的部分非常值得看。

最近在知乎上看到一篇关于智能音箱声学设计的文章，正好内容中有我不太熟悉的关于麦克风系统设计的知识，于是转载过来学习，并分享给大家。

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

1.1MIC型号选择

1.1.1智能音箱对MIC阵列一致性要求较高，受生产流程原因，模拟驻极体MIC一致性较差，因此优先选用数字MIC；

1.1.2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；

1.1.3灵敏度要求：大于-40dBV@94dB 1kHz；

1.1.4信噪比要求：大于64dB；

1.1.5声学过载点（AOP）要求：大于120dBSPL

1.1.6MIC单体失真要求：小于1%@1kHz

1.2MIC出音孔设计

1.2.1壳体上的麦克风孔要大于0.8mm；

1.2.2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；

1.2.3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；

1.2.4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；

1.2.5底出音MIC密封性结构比较容易做；

1.2.6MIC安装位置应尽量远离噪声源（如电机、风扇等）；

1.2.7出音孔避免谐振腔出现（两端小，中间大）；

1.3MIC阵型选择

1.3.1MIC数量越多，效果越好，但成本也越高；

1.3.2MIC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；

1.3.3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

2.1.1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；

2.1.2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；

2.1.3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

2.2.1在结构允许情况下，扬声器和麦克风距离尽可能远；

2.2.2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；

2.2.3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

3.1.1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）；

3.1.2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

3.2.1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；

3.2.2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；

3.2.3整机信噪比要求：不小于45dB@94dB 1kHz；

3.2.4整机灵敏度要求：不小于-25dBFS@94dB 1kHz；

3.2.5MIC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。

原文出处：https://zhuanlan.zhihu.com/p/74218496；郑在做AI（声学行业从业者）