基于USound公司的先进个人MEMS技术应用音频系统

usound 公司是一家快速发展的音频公司,研发、生产基于mems技术的先进个人应用音频系统。
usound 公司的ganymede 系列 mems 扬声器应用广泛,以其无与伦比的声质、小体积、高可靠、易于集成、便于规模生产而出名。
下面要说的是usound 公司 usound mems 扬声器评估系统:
1. helike ua-e3010 (开发板)
2. carme3.0 uj-r1030 (扬声器测试夹具) + mems扬声器 x 2
3. dione maxi uy-r3020 (扬声器阵列套件)
usound开发套件使用白色硬纸盒包装,三个套件三个独立包装:
下面将介绍包含开箱、开发板介绍、mems扬声器技术原理介绍、夹具及mems组装、声学系统测试。
【helike ua-e3010 开发板】
1,helike ua-e3010开发板:包装盒内有一块开发板,和一个卡片
卡片上简单描述产品功能和应用,附带产品数据手册、软件更新的网络链接和二维码。
helike ua-e3010 开发板基于stm32h750设计,既可用于usound 的 mems扬声器产品评估,也可用用于客户自己产品的原型设计。开发板特性如下:
开发板有三种电源接口:5v usb type 电源接口,5v dc电源接口,36v dc 电源接口;任何一种电源供电,开发板都可以工作。
开发板主控stm32h750,用于使能各种设备、配置dac和放大器、处理和传输音频,主控制的dsp支持 digital audio equalizer 数字音频均衡器功能。
开发板含有2组 ti lm48580 meme speaker amplifiers放大器,2组 tpa2028d1 electrodynamic speaker amplifiers 放大器,1组 tine5532 differential amplifiers放大器,用来驱动扬声器套件。
开发板板载sd卡槽,sd卡用来存放配置文件、存放音乐文件。
开发板板载游戏摇杆,用来控制和播放音乐,调整音量。
开发板led灯,指示开发板工作状态。
开发板带有多种扬声器接口,用于扩展支持usound各种扬声器套件。
开发板支持三种工作模式:
独立工作模式
usb声卡模式
树莓派外设模式
开发板处于独立工作模式时,读取sd卡中的音乐文件,经过主控芯片内置的dsp解码滤处理和dac功放处理后,输出到扬声器接口,驱动外部扬声器工作。只需要供电,插入sd卡,即可工作,不需要任何其他设备可以独立使用
开发板处于usb声卡模式时,通过usb typec接口接入电脑或者手机,被识别为声卡,在电脑端正确设置后即可工作;usb声音数据流经过开发板处理,输出到扬声器接口,驱动外部扬声器工作。
开发板处于树莓派外设模式时,通过开发板背面的40pin 插槽连接树莓派的40pin 排针,接收树莓派i2s数据经过开发板处理,输出到扬声器接口,驱动外部扬声器工作。
三种工作方式可以自由切换,通过拨码开关和跳线的设置实现。
【mems扬声器】
carme3.0 uj-r1030扬声器测试夹具:carme3.0 uj-r1030扬声器测试夹具,快速使用指南。可另外配置ut-p2019、ut-p2018两种mems扬声器。
扬声器如下:左图是扬声器背面,两个金属点用来和电路连接,右图是扬声器正面。
两只扬声器都是usound公司ganymede 系列mems 技术的扬声器,体积小,发热小,无磁性,低功耗长续航,拥有优异的spl声学特性,拥有加固的保护罩,现代化轻量级人体工学设计,便于集成到客户的产品中使用,从外观和三维尺寸看,两只扬声器一样。
三维尺寸:6.7 x 4.7 x 1.58 mm
重量:80mg
体积:50立方毫米
两个扬声器也有不同的地方:型号分别是ut-p2019 和ut-p2018。
ut-p2019 是free-field audio solutions adap mems扬声器,用于可穿戴声学系统,比如外戴式耳机等,参数规格如下:
声压级、总谐波失真、群延迟、脉冲响应、等声学性能指标曲线如下图示:
ut-p2018 是 in-ear audio solutions achelous mems扬声器,用于有线无线入耳式耳机,参数规格如下:
声压级、总谐波失真、群延迟、脉冲响应、等声学性能指标曲线如下图示:
ut-p2019 和ut-p2018 两只mems 扬声器应用场景不同,测试方法不同,声学规格参数和曲线各有特点。
【carme3.0 uj-r1030 扬声器测试夹具】
carme3.0 uj-r1030扬声器测试夹具专为usound ganymede系列 mems 扬声器性能测试而设计,夹具内部设计有100立方毫米back volume,pcb上带有四个pin探针方便连接扬声器。
carme3.0 uj-r1030扬声器测试夹具爆炸图如下所示:
从下到上依次是:
外壳:用于放置、固定mems扬声器
垫圈:保护扬声器和夹具
mems 扬声器:要测试的器件
垫圈:保护夹具和pcb电路板
pcb:通过pin探针连通mems扬声器和外部电路
两个螺丝:固定
speaker 垫圈,夹具垫圈,已经黏上安装好了。
【dione maxi uy-r3020扬声器阵列套件】
dione maxi uy-r3020扬声器阵列套件:包装内有扬声器阵列带,驱动电路板,快速使用手册。
扬声器阵列带,集成20片usound mems 扬声器,总长度 247mm,软性可以弯折,支持音频带宽 2 – 20 khz,无磁性,不发热。
驱动板基于ti lm1875 功率放大器,失真小,频率范围大,输出恒定。
dione maxi uy-r3020扬声器阵列套件可集成到没有音频的设备中当作hi-fi音响系统使用。
【总结】
helike ua-e3010 开发板本身是一个完整的专业的声学评估开发平台,可以独立驱动mems扬声器工作,能驱动多种扬声器套件工作,可以多模式工作满足多种测试评估场景,可精细调整滤设置,调教不同音效等;开发板各个接口的丝印标识到位,跳线功能和编号标识到位,使用方便直观;开发板和扬声器测试夹具、扬声器阵列套件适配非常好,不用自己设计驱动匹配电路。


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