Mit dem Aufstieg von Smartphones ist die Nachfrage nach hochwertigem Klang und kompaktem Design zugenommen. Technologien wie Rauschunterdrückung und Echo -Stornierung wurden weit verbreitet, um die Audioqualität zu verbessern.
Prinzip der kapazitiven Memsmikrofone
MEMS-Mikrofone sind Miniatursensoren, die basierend auf schallinduzierten Kraftgradienten arbeiten. Das Zwerchfell wird aufgrund von Schalldruckänderungen einer Verformung unterzogen, was zu Variationen der Kapazität zwischen dem Zwerchfell und der Silizium -Rückplatte führt.
Diese Kapazitätsvariation wird durch einen Kapazitäts-Spannungskreis in ein Spannungssignal umgewandelt, und der MEMS-Sensor verstärkt die Ausgangsspannung. Ein Hochzeitswiderstand liefert eine Vorspannung (VPP), um die Ladung innerhalb des MEMS-Sensors zu stabilisieren. Die endgültige Ausgangsspannung ist proportional sowohl zur VPP- als auch zur Membrandeformation.
CMOS -MEMS -Mikrofonschaltung Design
In CMOS -MEMS -Mikrofonen spielt das Schaltungsdesign eine entscheidende Rolle für den Sensorbetrieb, die Empfindlichkeit und die Gesamtsystemleistung.
Elektretkondensatormikrofone (ECMs) verwenden Elektretmaterial, um eine statische Ladung zu erzeugen, während MEMS-Mikrofone eine Verzerrungsspannung aus der CMOS-Betriebsspannung extrahieren und über einen Hochleistungswiderstand auf das Zwerchfell auf das Zwerchfell auftragen.
MEMS -Mikrofonherstellungsmethoden
- Pre-CMOS-Mems:Die MEMS -Struktur wird vor CMOS -Komponenten hergestellt.
- Intra-CMOS-Mems:CMOs und MEMS -Strukturen werden zusammen hergestellt.
- Post-CMOS-Mems:CMOS -Komponenten werden zuerst hergestellt, gefolgt von der Bildung von MEMS -Struktur.
Vorteile von MEMS -Mikrofonen
MEMS -Mikrofone haben ECMs in vielen Anwendungen aufgrund ihrer überlegenen Haltbarkeit, kompakten Größe und einer einfachen digitalen Integration ersetzt.
- Stabile Leistung:MEMS -Mikrofone, hergestellt aus Halbleitermaterialien, werden von Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen nicht beeinflusst.
- Hochtemperaturbeständigkeit:Im Gegensatz zu ECMs können MEMS -Mikrofone Reblason -Löttemperaturen von bis zu 260 Grad standhalten.
- Digitale Signalverarbeitung:Digitale MEMS -Mikrofone unterstützen die Rauschunterdrückung, die Beamformierung und die Echounterdrückung für eine verbesserte Qualität der Sprachkommunikation.
Anwendungen
MEMS-Mikrofone werden häufig in Smartphones, Laptops und sprachgesteuerten Set-Top-Boxen verwendet. Wenn sich die digitale Audioverarbeitung weiterentwickelt, wird erwartet, dass die MEMS -Technologie zu mehr Verbraucher- und Industrieanwendungen ausgeweitet wird.
