麦克风阵列波束成形

作者:Jerad Lewis

简介

所有MEMS麦克风都具有全向拾音响应,也就是能够均等地响应来自四面八方的声音。多个麦克风可以配置成阵列,形成定向响应或波束场型。经过设计,波束成形麦克风阵列可以对来自一个或多个特定方向的声音更敏感。

麦克风波束成形是一个丰富而复杂的课题。本应用笔记仅讨论基本概念和阵列配置,包括宽边求和阵列和差分端射阵列,内容涵盖设计考虑、空间和频率响应以及差分阵列配置的优缺点。

方向性和极坐标图

方向性描述麦克风或阵列的输出电平随消声空间中声源位置的改变而变化的模式。ADI公司的所有MEMS麦克风都是全向麦克风,即它们对来自所有方向的声音都同样敏感,与麦克风所处的方位无关。图2所示为全向麦克风响应的2轴极坐标图。无论麦克风的收音孔位于x-y平面、x-z平面还是y-z平面,此图看起来都相同。

本应用笔记中,阵列的“前方”称为轴上方向,指拾取目标音频的方向,在极坐标图上标为0°;“后方”为180°方向;“侧边”指前后方之间的空间,中心方向分别位于90°和270°。本应用笔记中的所有极坐标图均归一化到0°响应水平。

详文请阅:麦克风阵列波束成形

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