苹果再获专利：MEMS麦克风与振动传感器集成，耳机音质更加卓越

据麦姆斯咨询报道，苹果的新专利集成了MEMS麦克风和振动传感器，可有效消除外界噪音，提升声音感知灵敏度。苹果AirPods已成为当前的流行潮流，而入耳式耳机BeatsX也同样成为苹果粉丝的选择。BeatsX具有优异的噪声隔离性能。苹果在耳机技术上取得的这项最新进展，将有望将新一代BeatsX从“噪音隔离”转变成纯噪音消除或抵消。

专利背景

当代电子产品和便携式电子设备通常有一个或多个麦克风，随着更多的功能的引入，至少需要两个麦克风进行复杂的音频处理。一种麦克风是驻极体电容麦克风（ECM），其中包括电容感应板和场效应晶体管（FET）放大器。场效应晶体管可以与麦克风、集成电路芯片（IC）封装在一起。IC芯片还包括用于数字麦克风应用的模数转换器（ADC）。

近几年，MEMS麦克风出现了。与ECM类似，MEMS麦克风通过固定的隔膜实现电容传感。除了放大器和模数转换器外，MEMS麦克风的IC芯片还包括电荷泵，用于施加电压到隔膜上。

封装后的ECM和MEMS麦克风有一个声音入口，与电容感应板或隔膜相邻，这是为了让外界声波进入设备后实现振动。为了减少颗粒对音质的影响，可以加入颗粒过滤器。声波通过声音入口进入后，对电容感应板或隔膜产生压力，电容值发生变化，再由电信号反馈。

近几年，MEMS麦克风被用于如智能手机、音乐播放器和移动电脑等移动电子设备。然而，在便携式设备中，外界环境的声音（例如噪声）对音频感知的干扰问题越来越令人头疼。对于通过空气探测声波的传统麦克风，消除或抵消外界杂音的技术已经开发出来了。但依然面临诸多挑战，例如所需的声波的频率正好降至噪声频率范围时（如：低频范围）就很难做区分。

MEMS麦克风与振动传感器集成

苹果的发明主要涉及MEMS麦克风和MEMS振动传感器集成为一体，或集成在一颗芯片，或者是封装在一起。

具体来讲，MEMS振动传感器通过用户声带（如：颈部）附近的皮肤机械振动来探测低频声波。MEMS麦克风则设计来探测外界声音引起的空气压力变化（如：较高频的声音），而频率重叠部分如果在振动传感器的探测范围，则由振动传感器甄别。一方面，当所需探测的声音处于环境声音音频较高的情况时（例如，用户在地铁、机场、交通或摇滚音乐会），MEMS振动传感器将取代MEMS麦克风，对外界声音的机械振动进行感测。因此，该设备的优点是能通过振动或者空气来探测声音，并且可以消除或减少嘈杂环境中的杂音，从提高声音探测质量。