Адаптивный датчик прослушивания «изучает» фоновый шум, время работы от батареи увеличивается

Компания Vesper, занимающаяся производством пьезоэлектрических МЭМС-технологий, анонсировала свой микрофон следующего поколения, основанный на датчике прослушивания, который «учится» на фоновом шуме, чтобы дольше оставаться в спящем режиме и, следовательно, обеспечивать 10-кратное увеличение срока службы батареи.

Ориентируясь на рынок маломощных устройств с постоянным прослушиванием, Веспер сказал, что новый MEMS-микрофон VM3011 является первым интеллектуальным цифровым микрофоном, использующим технологию адаптивного прослушивания ZeroPower (ZPL). Adaptive ZPL автоматически изучает акустические характеристики окружающей среды в режиме реального времени, позволяя системе игнорировать фоновый шум и просыпаться только в ответ на ключевые слова или другие желаемые акустические триггеры. Это позволяет системе находиться в спящем режиме до 90% времени и, как следствие, продлевать срок службы батареи.

Генеральный директор Vesper Мэтт Кроули объяснил:«Существующие системы постоянного прослушивания работают непрерывно и должны быть подключены к электрической розетке. VM3011 создает новую парадигму, в которой эти системы теперь могут работать в течение нескольких месяцев или лет от батареи. Эта технология будет использоваться в новом классе продуктов, таких как пульты дистанционного управления для телевизоров в дальней зоне с постоянным прослушиванием, умные часы с постоянным прослушиванием, домашние камеры видеонаблюдения и дверные звонки с увеличенным сроком службы батареи, а также многие другие системы. Компания Vesper уже взаимодействовала с ведущими заказчиками, которые планируют выпустить продукты с VM3011 в конце этого года ».

Целевые приложения для VM3011 включают продукты для Интернета вещей (IoT), портативные интеллектуальные колонки, умные часы, дистанционное управление в дальней зоне, камеры видеонаблюдения, датчики разбития стекла, автомобильные, медицинские устройства и другие системы с батарейным питанием.

В VM3011 микрофон постоянно слушает окружающую среду, потребляя ток 10 мкА. В адаптивном режиме он непрерывно измеряет средний уровень звука в окружающей среде и регулирует внутренний след на компараторе пороговых значений звука до тех пор, пока он не приблизится к пределу порогового значения, настроенному с помощью регистра I2C. Этот запас можно установить в диапазоне от 6 до 18 дБ выше среднего уровня акустического шума. Когда достигается требуемый порог, микрофон отправляет сигнал прерывания на внешний кодек или речевой процессор, используя вывод цифрового выхода (DOUT).

Ключевым преимуществом отслеживания окружающего шума является увеличение времени гибернации. Веспер сказал, что постоянно слушающий пульт может проработать 18 месяцев автономной работы с новым устройством.

В дополнение к этому адаптивному режиму прослушивания VM3011 также имеет быстрое время отклика около 200 мкс, не требует сетки и имеет рейтинг IP57. Время отклика можно сравнить с типичными 10-20 мс для емкостных датчиков; это, по словам Веспера, означает, что устройства просыпаются в течение микросекунд после звукового события, чтобы уловить полное слово пробуждения, повышая точность определения слова пробуждения устройств, управляемых тестом.

Устранение необходимости во внешней защитной сетке приводит к экономии затрат производителей устройств на ведомости материалов (BoM), а также к повышению акустических характеристик конечного приложения; Веспер сказал, что сетка может привести к потере сигнала -20 дБ или 90%. В тестах на пыль и воду Vesper утверждает, что это была единственная компания, выпускающая микрофоны, которая достигла нулевого уровня отказов после того, как полностью погрузилась в воду и подверглась обширным испытаниям на пыль и суровые условия окружающей среды.

Кроули сказал, что у Vesper уже есть несколько эталонных дизайнов, и ожидается, что массовое производство начнется в сентябре 2020 года. Первыми покупателями являются пульты дистанционного управления, носимые устройства (умные часы) и обнаружение разбития стекла. Он добавил, что его первое поколение VM1010 уже отправлено трем крупным клиентам и дюжине или около того меньшим. Многие из них находятся в удаленных устройствах и в системах домашней безопасности, и когда его спросили о поставленных объемах, он сказал, что их больше 10 миллионов и меньше 100 миллионов.

VM3011 обеспечивает высокие акустические характеристики за счет цифрового MEMS-микрофона с нижним портом и стандартного размера корпуса 3,76 x 2,95 x 1,3 мм. Микрофон объединяет как ASIC, так и пьезоэлектрический преобразователь MEMS в одном корпусе. Для потоковой передачи аудиоданных доступен цифровой интерфейс PDM, а интерфейс I2C позволяет «на лету» настраивать адаптивный ZPL.