语音模组声学结构设计

本文介绍了涂鸦语音模组声学结构设计注意事项和最佳实践，主要设计了 MIC（Microphone，麦克风）和 SPK（SPEAKER，扬声器）硬件组件，供您在设计智能语音产品时参考相关硬件结构。

MIC（Microphone，麦克风）腔体在声学设计中是非常重要的一个环节。下图是一个常见产品内部的 MIC 结构框。

MIC 拾音口到产品的表面通常包含声学密封部分，产品外壳以及空气通道等三个部分。对麦克风声学性能影响最大的是 MESRF（Mic Enclosure System Resonant Frequency，麦克风封闭系统谐振频率）。产品内部和 MIC 相关的组件公差会直接影响 MIC 幅度和频响。

结构模型：

产品MIC的孔径和深度的比值对MESRF的影响曲线：

通过上图，可以得出以下结论：

产品结构开孔越大越好，拾音通道越短越好。

出于ID美观度的考虑，通常对开孔有一定的限制，实际设计中，建议在1.5mm以上。

设计的原则尽量保证保证在人声范围内（8KHZ以内频响的平台度），MIC 拾音腔体设计的不好导致 MESRF 谐振峰前移动，直接影响后端算法，最终影响识别效果。

除此之外，MIC 腔体设计的时候，通常需要增加防尘网。防尘网选取的时候，选择目数不要过多。

MIC开孔间距推荐大于40mm。

MIC减震隔音设计分两个方面来考虑：减震和隔音。

减震

一般采用硅胶参考图2进行隔音和减震处理，硅胶软硬程度需根据实际结构进行压缩量设计，一般要求尽可能软。

MIC 要远离干扰（排风扇）或震动（喇叭震动、结构震动），避免结构震动对MIC造成较大影响。

隔音

麦克风需要有硅胶套和固体表面隔绝，起到降低壳体震动传声以及密封的作用。设计是可以参考图4，增加硅胶套和上面结构之间的接触。

硅胶套增加凸点的效果图：

硅胶套可以增加背胶，防止装配或者使用中硅胶套结构上和壳体相对移动，导致漏音。

MIC 必须跟 SPK 音腔做内部隔音，防止 SPK 发出的声音通过机器内部空间直接传递到 MIC 处。

隔音方案视图

注意：对于驻极体麦克风，结构设计和生产过程中要考虑对麦克风的保护，避免挤压引发的麦克风一致性损失。

建议扬声器和麦克风分别放置在不同腔体内，腔体之间用性能好的密封材料进行封闭，防止结构内部串音。扬声器出声口应距离麦克风拾音孔 100mm 以上，越大越好。扬声器振膜及被动振膜不朝向麦克风，夹角大于 90°。

扬声器音腔设计也是至关重要，但由于对音质的要求各异，腔体结构尺寸千差万别，所以本文不具体介绍。

对音质和结构尺寸要求不高，可以优先考虑采用SPK-BOX来实现音腔设计，可以大大缩短产品开发时间。

此外，扬声器腔体设计时，应避免结构共振引起的异音、震音。扬声器腔体装入整机时务必进行减震处理，比如对线缆和螺丝进行点胶处理。

扬声器以及被动辐射器设计时，要充分考虑本体的行程，并预留周边器件的间距，避免特定情况下出现异音、震音。