麥克風陣列制造技術

麥克風陣列包含多個麥克風碳精盒，所述麥克風碳精盒的輸出信號以電子的方式連接在一起，以定向地接收聲音

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】麥克風陣列


[0001]本專利技術涉及一種麥克風陣列
、
尤其作為用于接收聲音的陣列共同作用的多個麥克風碳精盒
(Mikrofonkapsel)
的設置
。

技術介紹

[0002]麥克風陣列通常例如用于波束形成
、
干擾噪聲抑制或聲源搜索
。
所述麥克風陣列包含多個麥克風碳精盒，所述麥克風碳精盒的輸出信號以電子的方式連接在一起，以便共同作用，以定向地接收聲音
。
在此，可以通過連接在一起的方式產生如下優先方向：在所述優先方向上，麥克風陣列對于音頻接收的靈敏度是特別高的
。
由于各個麥克風信號的電子組合，可以以電子的方式設定所述優先方向，由此以非常短的反應時間對優先方向進行改變是可行的
。
然而，麥克風陣列不一定對于所有方向具有均勻地良好的方向性，而是通常具有與麥克風碳精盒的設置相關的一個或多個固定的優先方向
。
此外，麥克風陣列也不是對于所有頻率均勻地起作用，而是具有頻率相關性
。
尤其，所述麥克風陣列與麥克風碳精盒彼此的間距相關
。
因此，麥克風陣列的一個非常重要的方面是麥克風碳精盒在麥克風面上的幾何設置：在固定數量的麥克風碳精盒的情況下，所述麥克風碳精盒應在盡可能多的不同方向上覆蓋盡可能多的元件間間距
、
即陣列的各個麥克風碳精盒之間的間距
。
[0003]關于麥克風碳精盒的類型
、
數量和定位存在不同的策略
。
例如，對于可以安裝在房間天花板上的麥克風陣列，通常將非常多的麥克風碳精盒彼此組合，以便可以檢測盡可能多的不同的優先方向和特定的頻率范圍
。
這通常是語音頻率范圍，例如
100Hz
?
10kHz。
所述領域中的典型方式是啟發式搜索，從而由于“嘗試”所有可設想的可分析描述的多樣性如線
、
圓
、
螺旋等和數字模擬是非常耗費的尋找
。
[0004]例如，在
US 6,205,224 B1
中，至少
63
個傳感器元件如天線或麥克風碳精盒設置在同心圓上，并且同時設置在螺旋上，以便可以在高方向性情況下實現在很大程度上方向不相關的和寬帶的檢測
。
傳感器裝置的方向和頻率特性在此借助于所謂的共陣列
(
英文：
Coarray)
示出，所述共陣列顯示元件間間距以及所述間距的方向
。
在
US2013/0101141A1
中，同樣為了進行方向不相關的和寬帶的檢測，將三十個麥克風碳精盒均勻地分布在六邊形印刷電路板的面上，然后可以將所述三十個麥克風碳精盒中的多個麥克風碳精盒連接在一起
。
在
US2016/0323668A1
中，大量麥克風碳精盒也連接在一起成麥克風陣列，并且在此在很大程度上均勻地分布在多個電路板上
。
在此，中央電路板包含
64
個麥克風碳精盒，而圓形地圍繞所述中央電路板設置的7個電路板中的每個電路板包含另外的8個麥克風碳精盒，這引起總共
120
個麥克風碳精盒
。
在所有這些情況下，通過大量麥克風信號和總體上大的麥克風陣列，產生高的計算耗費
。
[0005]因此，與在所提及的文獻中不同的策略在于，為一個陣列使用盡可能少的麥克風碳精盒
。
為了在所述情況下減少噪聲或獲得高的信噪比
(SNR)
，麥克風碳精盒必須盡可能少地發出噪聲
、
即是高質量的
。
陣列的所有麥克風碳精盒的電聲特性也必須在小的公差范圍內盡可能相同
。
在
DE10 2010012388A1
中，遵循用于使麥克風碳精盒的數量最小化并且用于
定位所述麥克風碳精盒的數理方法，其方式為：將所述麥克風碳精盒定位在哥倫布標尺的交點上
。
這雖然引起麥克風碳精盒的數量的減少，但是由于不對稱的分布也引起并非在所有方向上均勻的方向特性
。
此外，麥克風碳精盒幾乎均勻地分布在整個面上
。
在
US 9,894,434 B2
中描述一種具有設置在大約
60
×
60cm
的相對大的方形面的對角線上的
17
個麥克風碳精盒的麥克風陣列
。
所述尺寸對于所提及的陣列中的大多數陣列而言是典型的
。
此外，所提及的陣列中的大多數陣列具有如下問題：所述陣列對于麥克風碳精盒的小的錯誤定位已經容易受影響，并且不能在不出現干擾的非線性效應的情況下縮放尺寸
。
[0006]在地震學領域中，在很長時間之前已經對傳感器陣列進行研究
。
在
R.Haubrich
于
1968
年6月的“美國地震學會公報
(Bulletin of the Seismological Society of America)”第
58
卷中的論文“Array Design”中描述，可以如何借助盡可能少的傳感器構造用于探測地震波
、
海洋波或電磁無線電波的陣列
。
借助于共陣列評估不同的傳感器裝置的方向和頻率特性
。
提出根據所述標準被認為是“完美”或“最優”的不同的傳感器裝置，尤其提出其傳感器處于等距坐標系的交點上的等距陣列
。

技術實現思路

[0007]本專利技術所基于的目的是提出一種具有盡可能少的麥克風碳精盒的盡可能小的麥克風陣列，但是所述麥克風陣列相對于碳精盒的小的錯誤定位是更魯棒的，具有高的和方向不相關的方向性和在語音頻率范圍上基本上均勻的頻率相關性，并且在此可以作為天花板麥克風使用
。
所述目的通過根據權利要求1所述的麥克風陣列實現
。
[0008]如已經證實的那樣，地震傳感器的在許多年前由
R.Haubrich
提出的陣列中的一些陣列的結構也適用于麥克風碳精盒陣列
。
尤其具有十五個或二十一麥克風碳精盒的等距陣列具有特別好的聲學特性，例如聲源的良好測位和高的方向性以及其他優點，例如低的制造成本
。
這適用，即使根據待檢測的語音頻率縮小陣列的尺寸，使得比至今更小的陣列是可行的
。
[0009]根據本專利技術，麥克風陣列具有低數量的麥克風碳精盒
、
尤其十五個或二十一個麥克風碳精盒，以及與麥克風碳精盒連接的電路裝置，所述電路裝置適用于麥克風信號的接收和所述麥克風信號的共同的處理
。
麥克風碳精盒在一個平面中設置在承載件上的特定位置處
、
即設置在分別具有相本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.
一種麥克風陣列，所述麥克風陣列具有：
?
十五個或二十一個麥克風碳精盒
(K
15,11
?
K
15,35
，
K
21,11
?
K
21,37
)
；和
?
電路裝置
(AD1?
AD5，
AP)
，所述電路裝置與所述麥克風碳精盒連接，以便由所述麥克風碳精盒接收麥克風信號，并且所述電路裝置適用于所述麥克風信號的共同的信號處理；
?
其中所述麥克風碳精盒在平面中設置在承載件
(T
，
T
’
)
上，其特征在于，所述麥克風碳精盒在所述承載件上設置在以下位置處：
?
在分別具有相同數量的麥克風碳精盒的三個相同類型的分支上，其中所述分支分別以相對于彼此圍繞共同的中心旋轉
120
°
的方式設置；以及
?
其中在具有形成由等邊三角形構成的
L2
網格的
、
分別相對于彼此旋轉
60
°
的三條軸線
(L0
，
L1
，
L2)
的平坦的等距坐標系中，所述麥克風碳精盒中的每個麥克風碳精盒處于所述
L2
網格的三角形的角部上
。2.
根據權利要求1所述的麥克風陣列，其中所述
L2
網格的每個三角形的邊長對應于所述麥克風碳精盒中的兩個麥克風碳精盒之間的最小間距
。3.
根據權利要求1或2所述的麥克風陣列，其中所述陣列的幾何中點處于所述三角形中的一個如下三角形的中點中：所述三角形是中間的三角形
(D
M
)
，并且其中所述等距坐標系中的位置作為呈格式
(L0
，
L1
，
L2)
的所述三角形的邊長的倍數和相對于所述中間的三角形
(D
M
)
的如下角部處的參考點
(R)
說明，所述角部與所述中間的三角形的平行于
L0
軸線伸展的邊相對置
。4.
根據權利要求3所述的麥克風陣列，其中所述麥克風陣列包含十五個麥克風碳精盒
(K
15,11
?
K
15,35
)
，所述十五個麥克風碳精盒從所述參考點
(R)
開始設置在以下位置處或設置在鏡像設置的對應的位置處：
?
K
15,11
＝
(0
，4，
0)
，
K
15,12
＝
(1
，3，
0)
，
K
15,13
＝
(2
，2，
0)
，
K
15,14
＝
(0
，2，
2)
，
K
15,15
＝
(0
，2，
1)
，
?
K
15,21
＝
(0
，0，
?
3)
，
K
15,22
＝
(0
，
?1，
?
2)
，
K
15,23
＝
(0
，
?2，
?
1)
，
K
15,24
＝
(2
，0，
?
1)
，
K
15,25
＝
(1
，0，
?
1)
，以及
?
K
15,31
＝
(
?3，0，
1)
，
K
15,32
＝
(
?2，0，
2)
，
K
15,33
＝
(
?1，0，
3)
，
K
15,34
＝
(
?2，
?1，
0)
，
K
15,35
＝
(
?2，0，
0)。5.
根據權利要求3所述的麥克風陣列，其中所述麥克風陣列包含二十一個麥克風碳精盒
(K
21,11
?

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬里奧斯，
申請(專利權)人：森海塞爾電子股份有限及兩合公司，
類型：發明
國別省市：