通过反向传感器建模,使压电式MEMS扬声器的耳内声学响应均等
Oliviero Massi1, Riccardo Giampiccolo1, Alberto Bernardini1
1Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria (DEIB), Politecnico di Milano, Piazza L. Da Vinci 32, 20133 Milano, Italy.
Micromachines
|June 27, 2025
概括
本研究介绍了一种数字信号均方法,以平整微电机系统 (MEMS) 扬声器的频率响应. 该技术有效地弥补了共振,改善了小型音频设备中的音频质量.
科学领域:
- 声学 声学 在声学方面
- 电气工程 电气工程
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 微电机系统 (MEMS) 扬声器由于其微小的尺寸,正在获得内耳音频的吸引力.
- 在MEMS扬声器频率响应中的明显共振限制了它们的实际应用.
- 传统的微型传感器在现代音频设备中的局限性.
研究的目的:
- 为MEMS扬声器开发基于模型的数字信号均等化方法.
- 为了减轻机械和声学共振对MEMS扬声器性能的影响.
- 为了实现平坦的声音压力水平 (SPL) 频率响应,以提高音频保真度.
主要方法:
- 使用了一个MEMS扬声器的电路等效模型.
- 使用nullors构建了一个反向电路模型.
- 使用波形数字波器 (WDF) 实现了离散时间实现.
- 反向系统预处理了输入电压信号,以补偿传感器特性.
主要成果:
- 拟议的数字均衡方法显著平整了声音压力水平 (SPL) 响应.
- 补偿在100 Hz-10 kHz频率范围内有效.
- 与目标平面频率响应的最大偏差小于5dB.
结论:
- 基于模型的数字信号均衡有效地解决了MEMS扬声器中的共振问题.
- 波形数字波器实现为实时音频信号处理提供了一个实用的解决方案.
- 这种方法提高了MEMS扬声器适用于高保真微型音频应用的适用性.


