Várias especificações importantes do microfone incluem: relação sinal-ruído (SNR), ponto de sobrecarga acústico (AOP), distorção harmônica total (THD), frequência de corte, sensibilidade, resposta de fase, atraso do grupo e consumo de corrente.
Quando se trata de projetar cancelamento de ruído em fones de ouvido, embora todas essas especificações sejam relevantes, os principais parâmetros que influenciam a seleção de microfones são: SNR, AOP, frequência de corte, resposta de fase, atraso do grupo e consumo de corrente. A variação na frequência de corte e na resposta de fase entre microfones também desempenha um papel crítico.
Relação sinal-ruído (SNR):
O piso de ruído inerente ao microfone deve ser menor que o ruído ambiente circundante para capturar sinais de ruído externos com segurança. Em ambientes tranquilos, um microfone alto SNR é essencial. Um SNR mais alto permite que os algoritmos de redução de ruído funcionem de maneira mais eficaz.
Por exemplo, um microfone com um SNR de 50dB tem um nível de auto-ruído de 44dbspl. Se o ruído ambiente estiver abaixo disso, o próprio ruído do microfone ofusca o ambiente, tornando quase impossível o cancelamento eficaz do ruído. Um microfone SNR de 70dB tem um nível de auto-ruído de 24dbspl, que é mais silencioso do que a maioria dos ambientes do mundo real e próximo a uma câmara anecóica, facilitando muito o cancelamento de ruído algorítmico.
Ponto de sobrecarga acústico (AOP):
Quando posicionado próximo a um alto-falante, um microfone pode receber níveis de pressão sonora muito altos-às vezes o suficiente para exceder sua AOP, levando à distorção acima de 10% ou mais. Isso distorce o sinal e dificulta o cancelamento preciso do ruído.
É importante analisar a curva THD versus SPL do microfone e selecionar microfones com distorção abaixo de 1%. Uma AOP alta garante que o microfone possa lidar com ambientes altos sem introduzir distorção significativa.
Frequência de corte:
Um microfone deve ter uma frequência de corte baixa (30Hz ou menor) para capturar com segurança o ruído de baixa frequência. Se a frequência de corte for muito alta, o sistema ANC (cancelamento de ruído ativo) poderá deixar de suprimir o ruído do baixo profundo.
As frequências de corte inconsistentes entre múltiplos microfones podem criar desafios significativos para a implementação do algoritmo do ANC e levar a cancelamento de baixa ou baixa frequência ruim ou inconsistente. Tolerâncias apertadas são necessárias.
Resposta de fase:
A resposta de fase representa como a fase de diferentes frequências muda na faixa de áudio do microfone. A curva de resposta de fase mostra como o microfone lida com as relações de tempo entre diferentes componentes de frequência no sinal.
Atraso do grupo:
O atraso do grupo é o atraso dependente da frequência do microfone, derivado da resposta da fase. Indica quanto tempo leva para diferentes componentes de frequência viajarem da entrada acústica para a saída eletrônica.
Minimizar e estabilizar o atraso do grupo em todas as frequências é essencial para evitar distorção de fase no sinal de saída. Se o sinal de ruído capturado já estiver distorcido, o cancelamento efetivo se tornará impossível. Portanto, o controle rígido da frequência de corte e a resposta de fase é crítico para o desempenho ideal do ANC.
Consumo atual:
O consumo atual é um fator-chave, especialmente para aplicativos de fone de ouvido sempre atendidos e de bateria. É necessário um modo de sono ou espera para reduzir o desenho de energia e prolongar a duração da bateria.
O consumo de energia do microfone geralmente varia com a frequência do relógio operacional. Algumas folhas de dados especificam claramente como as frequências mais baixas do relógio reduzem o consumo de energia-isso deve ser equilibrado com as necessidades de desempenho.
