压电MEMS技术公司Vesper宣布了其基于听音传感器的下一代麦克风,该传感器可以从背景噪声中“学习”,从而使其在休眠状态下停留更长时间,从而延长10倍的电池寿命。

Vesper表示,针对低功耗常听设备市场,新型VM3011 MEMS麦克风是第一款使用自适应技术的智能数字麦克风零功率监听(ZPL)技术自适应ZPL实时自动学习环境的声学特性,允许系统忽略背景噪声,并且仅响应于关键词或其他期望的声学触发而唤醒。这允许系统休眠高达90%的时间,从而延长电池寿命。

Vesper的首席执行官Matt Crowley解释道, “现有的常听系统连续运行,必须插入电源插座。VM3011创造了一种新的模式,这些系统现在可以在电池供电的情况下运行数月或数年。这项技术将为一类新产品供电,如常听远场电视遥控器、常听智能手表、家庭安全摄像头和门铃,延长电池寿命d许多其他系统。Vesper已经与计划在今年晚些时候推出VM3011产品的主要客户进行了接洽。”

VM3011的目标应用包括物联网(IoT)产品、便携式智能扬声器、智能手表、远场遥控器、安全摄像头、玻璃破碎传感器、汽车、医疗设备和其他电池供电系统。

在VM3011中,麦克风持续监听环境,消耗10µA的电流。在自适应模式下,它连续测量环境的平均声音水平,并调整内部唤醒声音阈值比较器,直到它收敛到使用I2C寄存器配置的阈值裕度。该裕度可以被设置为比平均声学噪声水平高6-18dB的范围。当达到所需的阈值时,麦克风使用数字输出引脚(DOUT)向外部编解码器或语音处理器发送中断信号。

Vesper VM3011 adaptive mode
自适应模式连续测量环境的平均声音水平,并调整内部唤醒声音阈值比较器,直到其收敛到阈值裕度。该裕度可以被设置为比平均声学噪声水平高6-18dB的范围。当达到所需的阈值时,麦克风使用数字输出引脚(DOUT)向外部编解码器或语音处理器发送中断信号。(图片:Vesper)

跟踪环境噪声的主要好处是延长休眠时间。Vesper说,使用新设备,一个始终监听的遥控器可以获得18个月的电池寿命。

除了这种自适应监听模式外,VM3011还具有约200µs的快速响应时间,无需网格,防护等级为IP57。响应时间与电容式传感器的典型10-20ms左右进行比较;根据Vesper的说法,这意味着设备在声音事件的微秒内唤醒,以捕获完整的唤醒词,从而提高了电池操作设备的唤醒词检测精度。

消除了对外部保护网的需求,节省了设备制造商的材料清单(BoM)成本,并提高了最终应用的声学性能;Vesper说,网格可能会导致-20db或90%的信号损失。在灰尘和水测试中,Vesper声称它是唯一一家在完全浸没在水中并经过大量灰尘/恶劣环境测试后实现零故障率的麦克风公司。

克劳利表示,Vesper已经有了一些参考设计,预计将于2020年9月开始大规模生产。早期的客户是遥控器、可穿戴设备(智能手表)和玻璃破裂检测。他补充说,其第一代VM1010已经有三个大客户和十几个小客户。其中许多是在远场遥控器和家庭安全领域,当被问及发货量时,他说发货量超过1000万,不到1亿。

VM3011通过底部端口数字MEMS麦克风提供高声学性能,该麦克风的行业标准封装尺寸为3.76 x 2.95 x 1.3 mm。该麦克风将ASIC和压电MEMS换能器集成在同一封装中。数字PDM接口可用于流式传输音频数据,而I2C接口允许自适应ZPL的“动态”配置。