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MEMS麦克风的声学设计_亚博登录
2021-05-15 [55172]
本文摘要:序言  以性能卓越和小规格为特点的MEMS麦克风特别是在仅限于于平板、笔记本、智能机等消費电子设备。

序言  以性能卓越和小规格为特点的MEMS麦克风特别是在仅限于于平板、笔记本、智能机等消費电子设备。但是,这种商品的麦克风声孔一般来说隐秘在商品內部,因而,机器设备生产商必不可少在外部与麦克风中间设计方案一个声音路径,便于将声音无线传输数据送到MEMS麦克风振膜。

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这条声音路径的设计方案系统对整体特性的危害非常大。  下图是一个典型性的平板的麦克风声音路径:  图1典型性运用于实例  外部与麦克风振膜中间的声音路径由商品机壳、声学材料密封环、印刷线路板和麦克风组成,这条声音路径起着光波导入的具有,创设系统软件整体频响。除此之外,声音路径材料的声阻抗也不会危害频响。

若要精准预测分析声学装修的特性怎样,务必建立声音路径实体模型,用以COMSOL等专业建模专用工具对声音路径的频响特点进行建模试验。殊不知,文中为阅读者获得一些提升麦克风声音路径的基本准则。

  Helmholtz串联谐振  窄小的传声孔与中空室联接包括的构造在遭受声波频率鼓励的时候会造成声学材料串联谐振。在我们冲着空罐的瓶嘴上边吹气检查时,就不容易再次出现这类串联谐振状况。这类构造称为Helmholtz谐振器,是以该状况的发明人HermannvonHelmholtz取名的。Helmholtz运用串联谐振各有不同的谐振器识别歌曲等简易声音内的頻率成分。

  Helmholtz串联谐振的管理中心頻率是由下边的程序确定:  在其中c是气体速率;AH是声孔的截面相乘;LH是声孔的长短;VC是内腔的容量。该化学方程假定谐振器是一个内腔和一条截面平分的管路联接组成的比较简单构造。

假如麦克风的声音路径的截面相乘和材料各有不同,则描述声音路径的声波频率特点的化学方程要简易许多。因而,必不可少对全部声音路径进行声波频率特点建模试验才可以精确地预测分析声学装修的整体特性。  在文中内,根据变化麦克风密封环的薄厚和內径、商品机壳声孔直徑、印刷线路板声孔直徑、声音路径筒夹和路径材料的声阻抗,大家对各有不同的声音路径进行了频响建模试验。

试验結果让设计方案工作人员必须事先操控这种主要参数转变对声音路径整体特性的危害水平。  麦克风的频响  MEMS麦克风较低屡次敲是由下列基本参数规定的:感应器振膜外侧和后面中间通风口的规格;后室的容量。

而MEMS麦克风低屡次敲则是由麦克风前处理室和声孔造成的Helmholtz串联谐振规定的。  针对大部分MEMS麦克风,当麦克风的敏感度降至低頻随后再作降低到高频率时,由于Helmholtz串联谐振的缘故,频响曲线图大致完全一致。可是,各有不同的MEMS麦克风在感应器设计方案、PCB规格和构造层面差别非常大,因此 整体频响尤其是低屡次敲的差别非常大。

意法半导体的大部分麦克风将感应器必需放置声孔上边,以最大限度地降低前处理室容量,确保优异的高频率呼吁。  图2意法半导体MP34DT01上置声孔麦克风以及声室的X光影象  下边的建模试验結果描述了意法半导体MP34DB01MEMS麦克风自身的频响,该建模专用工具在声音路径实体模型的每一个线形点上打法该化学方程,在建模完成后,将在全部通俗一点搜集的数据信息绘图图型。  图3MP34DB01和MP34DT01MEMS麦克风的声室  MP34DB01麦克风建模結果证实,频响曲线图在高频率一部分十分轻缓,在20kHz时,典型性敏感度增长幅度约 3dB,这是由于Helmholtz串联谐振的管理中心頻率很高。

该建模結果十分相似MP34DB01的具体精确测量频响。


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