Что такое МЭМС-микрофон?

Что такое MEMS-микрофон?

MEMS-микрофон — это микрофон, который состоит из MEMS-компонентов в точке преобразования голоса.

MEMS-микрофон — это аббревиатура для микроэлектромеханических систем.

В случае микрофонов MEMS-микрофон играет роль преобразователя, который преобразует звуковые волны в электрические сигналы, создавая диафрагму на кремниевой подложке с использованием технологии тонкопленочной микрообработки. MEMS-устройство также может интегрировать ИС на той же подложке.

Применение MEMS-микрофонов

Типичное применение микрофонов MEMS — это микрофоны для смартфонов. Они используются не только в смартфонах, но и в самых разных аудио- и приложениях. Они также используются в машиностроении, включая биотехнологии, медицину и автомобили, и привлекли большое внимание в последние годы.

С недавним быстрым распространением смартфонов и других электронных устройств также развилась технология микрофонов. Чтобы заглушить шум и совершать звонки в людных местах, электронные устройства должны быть оснащены несколькими микрофонами.

Это привело к тому, что микрофоны MEMS привлекают внимание как компактная и высокопроизводительная альтернатива обычным ECM (электретным конденсаторным микрофонам).

Принцип работы микрофонов MEMS

Принцип работы микрофона MEMS заключается в обнаружении изменения значения емкости диафрагмы, которая является элементом MEMS, когда она вибрирует под действием звуковых волн, и преобразовании его в электрический сигнал для вывода. Микрофоны MEMS часто усиливаются ИС и обрабатываются как аналоговые значения напряжения/тока сигнала или обрабатываются с помощью цифровой обработки сигнала (АЦП) для выполнения высокоэффективной обработки широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Микрофон MEMS сам по себе состоит из подложки, покрытой крышкой, в которой имеется одно небольшое отверстие, через которое звук попадает в микрофон и улавливается элементом MEMS. Микрофоны MEMS обладают многочисленными преимуществами по сравнению с обычными микрофонами ECM, включая меньший размер, более высокую термостойкость, возможность пайки оплавлением, более высокое качество звука, повышенную надежность, более длительный срок службы батареи и более низкую стоимость.

Приложения, в которых микрофоны MEMS особенно хорошо подходят, находятся в средах с большим количеством электрических шумов. В средах с большим количеством вибраций относительно низкое выходное сопротивление микрофонов MEMS и их превосходное шумоподавление в сочетании с цифровой обработкой сигнала в интегрированных ИС могут снизить уровень вредного шума, вызванного этой механической вибрацией.

Другая информация о микрофонах MEMS

1. Сравнение микрофонов ECM и MEMS

По сравнению с микрофонами MEMS, ECM сложнее использовать при установке на электронные устройства с высокой плотностью размещения, поскольку их сложнее миниатюризировать и переплавлять и т. д. С другой стороны, ECM имеют много преимуществ, которых нет у современных микрофонов MEMS, например, они используются уже давно, они доступны в самых разных типах, поэтому легко использовать прошлые конструкторские активы, у них очень широкий диапазон спецификаций, таких как диапазон напряжения питания, и есть продукты с превосходными характеристиками направленности звука. Есть продукты с превосходной направленностью звука, которые пока недоступны для современных микрофонов MEMS.

ECM могут лучше подходить для некоторых приложений, чем микрофоны MEMS, поэтому важно выбрать правильный для вашей ситуации.

2. Примеры применения для динамиков AI

По состоянию на 2022 финансовый год многие электронные устройства, особенно смартфоны, теперь оснащены многочисленными микрофонами MEMS. До сих пор пользователи имели мало опыта в работе микрофонов MEMS, и многие пользователи не знали о том, что ECM заменяются микрофонами MEMS на рынке.

Динамики с искусственным интеллектом, которые стали горячей темой в последние годы, требуя высокопроизводительных микрофонов, должны выиграть от микрофонов MEMS, поскольку они напрямую связаны с качеством пользовательского опыта. Фактически, микрофон MEMS, который не зависит от облака и способен обнаруживать с помощью ИИ несколько десятков ключевых слов с помощью чипа AI в ИС внутри микрофона MEMS, исследуется и разрабатывается одним производителем.

В ближайшем будущем не так уж и далеко то время, когда динамики с искусственным интеллектом, которые обычно встречаются в домах и автомобилях, поймут, что их работа и качество звука технологически поддерживаются высокопроизводительной технологией микрофонов MEMS.