[发明专利]薄膜型传声器阵列

说明书

【技术领域】

本发明涉及传声器领域，尤其涉及一种薄膜型传声器阵列。

【背景技术】

在目标语音的拾取过程中不可避免会受到外界环境噪声和其他说话人的干扰。若干扰过强对收听者而言会觉得刺耳乃至听不清目标语音。针对这种情况，通常采用增强语音、去除背景噪声的方法来改善系统性能。目前语音增强的方法很多，根据使用传声器的数目可分为单传声器系统和传声器阵列系统。不少研究者提出了使用一个或两个传声器来去除噪声，但因实际噪声的复杂性均不能达到满意的消噪要求。而阵列信号处理采用广义旁瓣对消思想，即用“电子瞄准”的方式从声源位置获取较高品质的语音信号同时抑制其他说话人的声音及环境噪声，具有很好的空间选择性，由此传声器阵列明显优于具有高方向性的单传声器系统。传声器阵列通过对拾取的多路语音信号进行分析与处理，使阵列形成的波束方向图主瓣对准目标语音，“零点”指向干扰源以抑制干扰信号，从而尽可能地获取目标语音。其中波束方向及波束主瓣宽度与传声器的间距、数目、摆放位置、声源入射角及采样频率紧密相关。波束的形成不仅消除了使用单个传声器时需人工调节传声器指向性的问题，而且使输出语音的信噪比大幅提高，无需人工干预亦可获得高质量语音。若系统的算法精简得当，传声器阵列可用于许多场合，如视频会议、机器人语音识别、车载语音系统、大型会场、助听装置等。

传统的传声器阵列需要2颗或2颗以上的指向性相同或不同的传声器。有2种信号处理方式：1、基于数字信号处理。缺点是经过软件的算法，声音有失真且成本较高。2、基于硬件处理，如远场噪声抑制功能。此方案成本较低，易于实现，一般能抑制十几dB的远场环境噪音。

传声器阵列所使用的传声器，主要包括传统的驻极体电容式传声器(ECM)和近年开发的硅传声器(也称为微机电系统(MEMS)传声器)。驻极体电容式传声器是由一片单面镀金属层的驻极体薄膜与一个有若干小孔的金属电极(称背极)构成。驻极体面与背极相对，中间有一极小的空气隙，这就形成了一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背极和驻极体上的金属层做两个电极的电容器。电容器的两极之间接的电阻是阻抗变换器的输入电阻。由于驻极体上具有极化电荷，则在电容器的两极之间存在电位差。当声波作用于驻极体薄膜时，振膜振动产生位移改变电容器的电容量，而电容量的改变使电容器的输出端产生相应的交变电压信号，从而实现声电转换。硅传声器包含一层直接刻蚀在硅基片上的压感振膜，在声波的作用下振膜振动从而改变振膜与背极间的电压，通过微机电系统将模拟信号转换为数字信号并输出。

驻极体电容式传声器与硅传声器的结构都比较复杂，零件需要精密加工，工艺要求十分严谨。对驻极体电容式传声器来说，需要较大的空气共振腔，因此器件体积无法减小。对硅传声器来说，性价比有待提高，且封装工艺、品质问题等还亟待改善。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种结构简单、体积较小、成本低廉的薄膜型传声器阵列。

一种薄膜型传声器阵列，包括压电驻极体薄膜及线路板组件，压电驻极体薄膜为多孔聚合物薄膜，压电驻极体薄膜两侧分别对应设有电极阵列；线路板组件上设有传声器电路、以及与传声器电路电连接的线路板输入端和线路板输出端，线路板输入端与压电驻极体薄膜两侧的电极阵列电连接。

在优选的实施方式中，传声器电路包括模数转换器及与所述模数转换器电连接的编码器。

在优选的实施方式中，还包括固定在线路板组件上的连接器，连接器包括连接器输入端及连接器输出端，线路板输入端包括第一线路板输入端及第二线路板输入端，第一线路板输入端依次通过连接器输出端、连接器输入端与压电驻极体薄膜一侧的电极阵列电连接，第二线路板输入端与压电驻极体薄膜另一侧的电极阵列对应设置，第二线路板输入端通过导电胶或锡膏与该侧的电极阵列电连接。

在优选的实施方式中，线路板组件固定在压电驻极体薄膜一侧，线路板输入端包括第一线路板输入端及第二线路板输入端，第一线路板输入端及第二线路板输入端分别与压电驻极体薄膜两侧的电极阵列电连接。

在优选的实施方式中，还包括固定在压电驻极体薄膜一侧的连接器，连接器设有连接器输出端、第一连接器输入端及第二连接器输入端，连接器输出端与线路板输入端电连接，第一连接器输入端及第二连接器输入端分别与压电驻极体薄膜两侧的电极阵列电连接。

在优选的实施方式中，连接器输出端与线路板输入端通过有线或无线信号电连接。

在优选的实施方式中，线路板输出端设有有线或无线信号发送装置。

在优选的实施方式中，压电驻极体薄膜表面设有防水膜或防辐射膜。