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 孔腔体

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：

1. 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。

2. 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

MIC开孔间距推荐大于40mm。

MIC 隔音减震

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。

MIC 和 SPK 隔离

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°。

SPK 腔体

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。