电子声学是利用电子技术、应用声学和声电换能原理对可闻声音进行记录和播放的技术,包括对声音的发生、 接收、变换、处理、加工、记录、重放及 传播等。

电子声学行业的定义及分类

    电子声学系统主要通过麦克风、音频IC与扬声器三个部件完成声音的采集到播放的过程,是现代电子技术的重要组成部分

  • 麦克风的主要功能是负责声音的采集并将其转化为电信号。在早期,ECM(驻极体麦克风)是中国市场的主流麦克风,后来随着MEMS麦克风的技术逐渐成熟,20世纪末,MEMS麦克风凭借技术优势开始逐步取代ECM麦克风的市场地位。MEMS麦克风具备元件尺寸小、灵活度高等技术优势,更加契合智能手机等内部空间“寸土寸金”的高精尖数码设备,因此取代EMC麦克风成为市场主流。

     

     

    电子声学行业的定义及分类

麦克风: MEMS麦克风凭借体积更更小的优势逐渐取代ECM麦克风成为市场主流

  • 麦克风是采集声音的关键器件,应用在从消费级到工业级各类电子设备里。
  • 麦克风从最初的液体麦克风和碳粒麦克风发展到实用性更强的碳精电极麦克风,技术迭代迅速;后来很长一段时间内,ECM(驻极体麦克风)成为主流技术。20世纪末,MEMS麦克风,逐渐取代ECM的大部分应用场景,成为使用最广泛的麦克风。
  • MEMS麦克风元件中包含集成芯片,此类芯片市场主要为国际公司所垄断,如英飞凌等。

     

  • 音频IC的主要功能是对音频模拟信号进行读取与解调、模拟与数字信号之间的转换、音量与音质的调整等,是声学器件中技术门槛最高的部件,技术含量较高,因此市场参与者不多。总的来说,音频IC中包含的DAC、ADO等配件,涵盖模拟芯片、数字芯片及数模混合芯片等。

     

    音频IC: 往高采样率/分辨率、高功能集发展

     

  • 发展趋势来看,音频IC以高采样率/分辨率、高功能集成为发展方向。高采样率/分辨率:高分辨率音源已是大势所趋,而忠实再现音源信息则需要音频IC的配合才能得以实现。
  • 音频设备小型化轻量化的需求使得音频IC走向集成化。如罗姆半导体的音频SOC BM94803AEKU,把解码器、声音处理DSP、USB/SD解码器、MCU甚至是SDRAM都集成进去。集成SDRAM的作用是提前存储音频以实现低延迟与降低元器件之间的辐射噪声,以改善音质。
  • 音频IC技术含量较高,因此市场参与者不多。音频IC厂商主要包含Cirrus logic、瑞昱、高通、德州仪器等,目前中国企业在音频IC方面的占比较小,市场表现不突出。

     

  • 扬声器的主要功能是将音频电流转换为声音,技术原理较为简单,目前中国已形成从部件到成品的全部生产体系和完善的扬声器产业链。根据结构与换能方式的不同,扬声器可以分为三类,主要包含电动式扬声器、电容式扬声器及电磁式扬声器。电动式扬声器在电子声学系统中应用最广的扬声器,其原理是利用电磁效应使固定磁铁磁化,带动附着在线圈上的薄膜进行上下移动,并发出可被听见的声波。作为是电子消费品的基础部件,手机、笔记本电脑、耳机等消费电子产品基本都配置有扬声器或受话器。近年来扬声器在单机使用量上不断增加,为了提高音质效果,汽车音响、TWS耳机、智能音箱、智能手机等电子设备上的扬声器搭载量不断增加。

     

    扬声器主要包括振动膜、磁铁、软心铁柱、定心支片、音圈、盆架、防尘罩等部分,由于体积小、可靠性高、价格更低,MEMS扬声器已成为市场主流。

     

    由于体积小的优势,MEMS扬声器是目前发展的主流趋势。由于尺寸缩小,MEMS扬声器占用的印刷线路板(PCB)空间更少,因此可以添加更多的传感器以实现更多的技术功能,如脉冲计、加速度计、超高频传感器、支持主动降噪/语音提取/波束成形的麦克风,以及用于增加可听戴设备(如真无线耳机)播放时间的更大容量的电池。对于追求更佳音质的制造商,这些优势使得MEMS扬声器成为一个具有吸引力的选择,其占据空间更少、可靠性更高且价格更低。

电子声学行业的定义及分类

 

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TWS耳机5大关键技术介绍

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作者 808, ab