Рисунок 1: Коммерческие беспроводные стереонаушники TWS (предоставлено компанией Apple, Inc.)

Активное шумоподавление (ANC), желаемая функция беспроводных наушников, успешно уменьшает фоновые шумы и шумы ветра, но также ухудшает прием звука. Из-за этой проблемы ANC часто отключают во время голосовых вызовов [1]. Чтобы преодолеть это ограничение, используется новый тип МЭМС-устройств для прямого восприятия голоса через вибрации костей и черепа. Эти новые устройства называются датчиками приема голоса - Voice Pick-Up Sensors (VPU) [2], акселерометрами приема голоса [1] или просто акселерометрами [3]. Они состоят из МЭМС-акселерометра, имеющего частотные характеристики МЭМС-микрофона. По сути, устройство представляет собой гибридную смесь микрофона и акселерометра. Датчик VPU состоит (в упрощенном виде) из модифицированного МЭМС микрофона с массой, прикрепленной к мембране микрофона, и герметичного звукового порта (рис. 2).

Наряду с улучшенным распознаванием голоса и устойчивостью к фоновому шуму, VPU имеют ряд дополнительных преимуществ в системах активного шумоподавления:

• Поддерживается распознавание касаний. Это обеспечивает интерактивный способ управления устройством (например, коснитесь его один раз, чтобы увеличить громкость динамика, коснитесь дважды, чтобы уменьшить громкость),

• Возможность подключения к вызову. VPU может улавливать голосовую активность, даже когда внутренний динамик воспроизводит музыку. Другими словами, разговор можно обнаружить даже во время прослушивания громкой музыки.

• Поскольку звуковой порт не используется и не требуется, VPU может быть полностью герметично упакован в корпус и лучше защищен от загрязнения внешней среды.

Рисунок 3: Модель VPU в MEMS+ (показана четверть устройства)

MEMS+^®, инструмент платформы разработки МЭМС CoventorMP^®, может использоваться для разработки МЭМС микрофонов, акселерометров и датчиков голосового приема (VPU). Четверть модели VPU в MEMS+ показана на рисунке 3. Эта модель может точно воспроизводить нелинейное поведение устройства, что имеет решающее значение при проектировании схем и систем. Модель также полностью параметризована и поддерживает мультифизическое моделирование. Недавно вышел CoventorMP 2.0, последняя версия нашего программного обеспечения для проектирования МЭМС. Новое программное обеспечение позволяет использовать источники заряда в вашей МЭМС конструкции, что является ключом к тестированию МЭМС микрофонов и VPU в реальных конфигурациях. Каждая из этих возможностей CoventorMP может быть использована при проектировании и разработке высокотехнологичных устройств обнаружения голоса следующего поколения.

Спрос на МЭМС-микрофоны будет продолжать расти в связи с появлением новых областей применения и новых продуктов, в которых используется распознавание голоса. Новые голосовые датчики на основе МЭМС (например, VPU), поддерживающие расширенные функциональные возможности, а также дополнительный спрос на новые и более совершенные решения для распознавания голоса будут продолжать стимулировать рост числа МЭМС-микрофонов нового поколения и продуктов для распознавание голоса на основе МЭМС.