Vesper VM3011: адаптивный MEMS микрофон дает 10× расширение жизни батареи для always-listening устройств

Vesper, ведущий провайдер пьезоэлектрических MEMS решений, представил VM3011 — интеллектуальный микрофон, который учит окружающий шум для расширения периодов гибернации, увеличивая жизнь батареи до десятикратно.

Нацеленный на сегмент низкоэнергопотребляющих always-listening устройств, VM3011 — первый интеллектуальный цифровой микрофон с адаптивной технологией ZeroPower Listening (ZPL) Vesper. ZPL непрерывно учит акустический профиль окружения в реальном времени, позволяя сенсору игнорировать фоновый шум и активироваться только при детекции ключевого слова или другого желаемого триггера. В результате микрофон может гибернировать примерно 90% времени, драматически расширяя жизнь батареи.

«Существующие always-listening системы работают непрерывно и должны быть подключены к сети», — сказал CEO Мэтт Кроули. «VM3011 устанавливает новую парадигму: устройства теперь могут работать месяцами — или даже годами — только на батарейной питании. Этот прорыв позволит новое поколение far-field пультов, умных часов, камер безопасности, дверных звонков и других батарейных систем с беспрецедентной выносливостью».

Предназначенный для широкого спектра IoT применений — включая портативные умные колонки, умные часы, far-field пульты ДУ, камеры безопасности, сенсоры разбития стекла, автомобильные и медицинские устройства — VM3011 спроектирован для процветания в любой батарейно-ограниченной среде.

На практике микрофон потребляет лишь 10 мкА, пока пассивно мониторит окружающий звук. В адаптивном режиме он непрерывно измеряет средний уровень шума и настраивает свой внутренний wake-on-sound порог до тех пор, пока маржа — установленная через I2C регистр — не сходится к конфигурируемым 6–18 дБ выше окружающего базового уровня. Как только порог пересечен, устройство выдает цифровой прерывание на пин DOUT, оповещая внешний кодек или голосовой процессор обработать событие.

Основное преимущество отслеживания окружающего шума — драматичное расширение времени гибернации. Vesper оценивает, что always-listening пульт, питаемый VM3011, может достичь до 18 месяцев жизни батареи.

Помимо экономии энергии, VM3011 доставляет быстрое время отклика примерно 200 мкс — на порядок быстрее типичных 10–20 мс латентности емкостных сенсоров. Эта микросекундная способность пробуждения обеспечивает захват полного wake word, улучшая точность детекции в батарейных устройствах.

Устранение внешней защитной сетки предлагает значительные стоимостные и акустические выгоды. Vesper отмечает, что сетка может вызывать до 20 дБ (90%) потерю сигнала. Кроме того, микрофон рейтингован IP57 и прошел обширные тесты пыли и погружения в воду с нулевым уровнем отказов, отличая его как единственный MEMS микрофон, достигнувший такой устойчивости.

Кроули добавил, что Vesper уже имеет референс-дизайны на месте и предвидит массовое производство начиная с сентября 2020. Ранние адаптеры включают пульты ДУ, носимые устройства и системы детекции разбития стекла. Первое поколение VM1010 уже отгружено трем крупным клиентам и нескольким меньшим, с общими объемами от 10 млн до 100 млн единиц.

Физически VM3011 измеряет 3.76 × 2.95 × 1.3 мм, с bottom-port цифровым MEMS трансюдером и интегрированным ASIC в том же корпусе. Он предлагает цифровой PDM интерфейс для аудио-стриминга и I2C шину для реального-времени ZPL конфигурации.