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。
       责任编辑:pj