Технологии распознавания речи становятся обыденностью. «Умные» колонки Amazon Echo или Google Home, голосовые ассистенты Apple или Samsung, а также многие другие решения из этой области сильно зависят от качества записи звука и, прежде всего, от микрофонов. Когда производители научились делать их на основе микроэлектромеханических матриц MEMS, микрофоны значительно выиграли в характеристиках и снизили себестоимость. Дальше дело за малым — улучшать технологию производства микрофонов MEMS и совершенствовать их параметры, чем, собственно, активно занялась немецкая компания Infineon.



MEMS микрофон (Infineon Technologies AG)

Свежим пресс-релизом производитель заявил, что подготовил к массовому производству высокопроизводительные MEMS-микрофоны с улучшенным соотношением сигнал/шум (SNR). Это означает, что повышена чувствительность микрофонов. Новые микрофоны Infineon улучшили параметр SNR на 6 дБ и подняли его до уровня 70 дБ. На практике это означает, что дистанция безошибочного распознавания голоса между человеком и устройством (микрофоном) может быть удвоена или запись может вестись без искажения с пониженным уровнем громкости.



Сравнение коэффициента гармонических искажения новых MEMS-микрофонов Infineon с конкурирующей продукцией (http://electronicsmaker.com)

Частотные характеристики микрофона также превосходны. Суммарный коэффициент гармонических искажения до уровня 135 дБ не превышает 10 % (Total Harmonic Distortion, THD), оставаясь ниже 1 % до отметки 130 дБ. Конкурентов этому решению нет, уверены в Infineon. Смартфон с таким микрофоном без искажения или с минимальными искажениями запишет всё: от рок-концерта до журчания ручья.



«Классическая» схема конденсаторного микрофона и схема микрофона Infineon с двумя электродами (http://electronicsmaker.com)

Секрет высокой чувствительности MEMS микрофона Infineon заключается в его строении. Обычные конденсаторные микрофоны (включая MEMS) состоят из заряженной подвижной мембраны и жёсткого электрода. Колебания мембраны под воздействием звука ведут к изменению ёмкости «таблетки» и к изменениям амплитуды и полярности напряжения на её контактах. Встроенный в микрофон чип либо обрабатывает аналоговый сигнал (если микрофон аналоговый), либо с помощью ЦАП переводит его в «цифру», если микрофон цифровой.



Микрофон MEMS Infineon состоит из двух неподвижных электродов вместо одного с диафрагмой посередине (http://electronicsmaker.com)

В микрофоне Infineon два неподвижных электрода с мембраной посередине. Это позволяет генерировать два полярных сигнала и лучше фильтровать помехи и бороться с искажениями. Также микрофон с двойным электродом лучше защищён от повреждений при резких перепадах давления во время падений устройства и лучше ведёт себя при работе во время сильного ветра.
Наконец, новые микрофоны имеют настолько небольшой разброс параметров, что они прекрасно согласовываются при создании массивов микрофонов для направленной записи звука. Разброс в чувствительности не превышает 1 дБ, а фазовый разброс — не более 2 градусов. Габариты микрофонов, кстати, составляют всего 4 × 3 × 1,2 мм. Рабочие образцы микрофонов компания начнёт рассылать в четвёртом квартале 2017 года с началом массового производства в первом квартале 2018 года.