MEMS(数字)麦克风基本知识
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MEMS麦克风•MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风,简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上,可以采用表贴工艺进行制造,能够承受很高的回流焊温度,容易与CMOS 工艺及其它音频电路相集成, 并具有改进的噪声消除性能与良好的RF 及EMI 抑制性能.MEMS麦克风的全部潜能还有待挖掘,但是采用这种技术的产品已经在多种应用中体现出了诸多优势,特别是中高端手机应用中。
目录•MEMS麦克风的发展前景MEMS麦克风的优势•目前,实际使用的大多数麦克风都是ECM(驻极体电容器)麦克风,这种技术已经有几十年的历史。
ECM 的工作原理是利用驻有永久电荷的聚合材料振动膜。
与ECM的聚合材料振动膜相比,MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定,其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。
由于耐热性强,MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊,而性能不会有任何变化。
由于组装前后敏感性变化很小,还可以节省制造过程中的音频调试成本。
MEMS麦克风需要ASIC提供的外部偏置,而ECM没有这种偏置。
有效的偏置将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数,还支持具有不同敏感性的麦克风设计。
传统ECM的尺寸通常比MEMS麦克风大,并且不能进行SMT(表面贴装技术)操作。
在MEMS麦克风的制造过程中,SMT回流焊简化了制造流程,可以省略一个目前通常以手工方式进行的制造步骤。
在ECM麦克风内,必须添加进行信号处理的电子元件;而在MEMS麦克风中,只需在芯片上添加额外的专用功能即可。
与ECM相比,这种额外功能的优点是使麦克风具有很高的电源抑制比,能够有效抑制电源电压的波动。
另一个优点是,集成在芯片上的宽带RF抑制功能,这一点不仅对手机这样的RF应用尤其重要,而且对所有与手机操作原理类似的设备(如助听器)都非常重要。
MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点,直径不到1mm的小型薄膜的重量同样轻巧,这意味着,与ECM相比,MEMS麦克风会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB 噪声产生更低的振动耦合。
关于麦克风的参数介绍-驻极体麦克风(ECM)和硅麦(MEMS)1、麦克风的分类1.1、动圈式麦克风(Dynamic Micphone)原理:基本构造包含线圈、振膜、永久磁铁三部分。
当声波进⼊麦克风,振膜受到声波的压⼒⽽产⽣振动,与振膜在⼀起的线圈则开始在磁场中移动,根据法拉第的楞次定律,线圈会产⽣感应电流。
特性:动圈式麦克风因含有磁铁和线圈,不够轻便、灵敏度较低、⾼低频响应表现较差;优点是声⾳较柔润,适合⽤来收录⼈声。
应⽤:KTV场所。
1.2、电容式麦克风(Condenser Micphone)原理:根据电容两⽚隔板间距离的改变来产⽣电压变化。
当声波进⼊麦克风,振膜产⽣振动,使得振动膜和基板之间的距离会随着振动⽽改变,于是基板间的电容会变,根据Q=C*V(电容式麦克风中电容极板的电压会维持⼀个定值)得到变化的电荷量Q。
特性:灵敏度⾼,常⽤于⾼质量的录⾳。
应⽤:消费电⼦、录⾳室。
1.3、铝带式麦克风(Ribbon Micphone)原理:在磁铁两极间放⼊通常是铝制的波浪状⾦属箔带,⾦属薄膜受声⾳震动时,因电磁感应⽽产⽣信号。
1.4、碳精麦克风(Carbon Micphone)2、两种常⽤电容式麦克风的对⽐:驻极体电容麦克风(ECM)和微机电麦克风(MEMS Micphone)2.1、驻极体电容麦克风(Electret Condenser Micphone)原理:驻极体麦克风使⽤了可保有永久电荷的驻极体物质,不需要再对电容供电。
(若驻极体麦克风中内置放⼤电路,则需要供电)优点:技术成熟、价格便宜缺点:体积⼤,不⽅便SMT、引线长,造成信号衰减、⽣产⼯序多,⼀致性差、灵敏度不稳定2.2、微机电麦克风(MEMS Micphone)原理:微机电麦克风也称麦克风芯⽚或硅麦克风,硅麦⼀般都集成了前置放⼤器,甚⾄有些硅麦会集成模拟数字转换器,直接输出数字信号,成为数字麦克风。
优点:体积⼩,可SMT、产品稳定性好缺点:价格较⾼备注:⼀般情况下,我们把集成了前置放⼤器或者模拟数字转换器的麦克风称为拾⾳器(pickup)。
mems麦克风幅频曲线公式
摘要:
一、MEMS麦克风简介
1.1 微电子机械系统技术
1.2 MEMS麦克风的优点
1.3 应用领域
二、MEMS麦克风幅频曲线
2.1 定义与重要性
2.2 公式说明
2.3 参数含义
三、MEMS麦克风幅频曲线的应用
3.1 频率响应特性分析
3.2 性能优化
3.3 指导设计和制造
正文:
MEMS麦克风是一种基于微电子机械系统技术制造的麦克风,具有体积小、重量轻、功耗低等特点,广泛应用于各种语音识别、音频处理等领域。
MEMS麦克风的幅频曲线是衡量其性能的重要指标,通过计算和分析幅频曲线,可以了解麦克风的频率响应特性。
MEMS麦克风的幅频曲线公式如下:A(f) = 1 / (1 + (f - f0) / fc)
其中,A(f)表示幅频曲线,f表示频率,f0表示麦克风的谐振频率,fc表
示麦克风的截止频率。
MEMS麦克风幅频曲线的定义与重要性体现在它反映了麦克风在不同频率下的灵敏度变化。
在音频处理领域,幅频曲线可以帮助工程师设计出性能优良的音频系统,同时也可以指导麦克风的设计和制造。
在实际应用中,通过对MEMS麦克风幅频曲线的分析,可以得到麦克风的频率响应特性。
例如,在语音识别领域,麦克风的幅频曲线可以用来判断麦克风在接收语音信号时的灵敏度,进而提高语音识别的准确率。
同时,通过调整幅频曲线的形状,可以实现对麦克风性能的优化,以满足不同应用场景的需求。
总之,MEMS麦克风幅频曲线在麦克风性能分析、优化和设计制造过程中起着关键作用。
mems mic结构-回复MEMS麦克风(Micro-Electro-Mechanical Systems Microphone)是一种微型电子器件,采用微机电系统技术制造而成,用于将声音转换为电信号。
本文将一步一步回答有关MEMS麦克风结构的问题。
第一部分:引言MEMS麦克风是当今许多电子设备中的关键组成部分,如手机、耳机、音频设备等。
它的小巧尺寸和高性能使其成为一种理想的音频传感器。
在了解MEMS麦克风的结构之前,我们首先需要了解MEMS技术的基本原理。
第二部分:MEMS技术的基本原理MEMS技术是一种将微型机械系统和电子技术相结合的技术,它使用半导体制造工艺在微米级别上制造具有机械功能的结构。
根据MEMS技术的原理,MEMS麦克风结构可以被划分为以下几个部分:1.薄膜振膜MEMS麦克风的核心部件是薄膜振膜。
薄膜振膜是由一层薄的材料制成,通常是硅或聚合物。
当声波通过振膜时,振动会引起膜片的形变,从而产生电荷或电压变化。
2.电容板电容板位于薄膜振膜的下方,与薄膜振膜之间形成一个微小的电容间隙。
电容板上会施加一定的电压,形成与薄膜振膜之间的电容。
当薄膜振膜振动时,电容的值会发生变化,从而改变电信号的大小。
第三部分:MEMS麦克风的制造过程MEMS麦克风的制造过程通常包括以下几个步骤:1.硅片制备首先,通过半导体工艺将硅片切割成适当的尺寸。
这些尺寸可以根据麦克风的设计要求来确定。
2.薄膜沉积将薄膜材料沉积在硅片上,可以使用物理气相沉积或化学气相沉积等技术。
薄膜的厚度可以根据设计要求进行控制。
3.光刻和蚀刻通过光刻和蚀刻等步骤,将硅片上的薄膜制作成薄膜振膜和电容板的形状。
这些步骤使用光罩和化学蚀刻剂等工具进行。
4.封装和连接将制作好的MEMS麦克风封装在保护壳内,以保护其免受外部环境的干扰。
然后,通过金线焊接或其他技术将麦克风连接到电路板上,以传输声音信号。
第四部分:MEMS麦克风的工作原理MEMS麦克风工作时,当声波进入麦克风时,它会使薄膜振膜发生弯曲。
mems mic结构【原创实用版】目录1.MEMS 麦克风的基本概念2.MEMS 麦克风的结构3.MEMS 麦克风的工作原理4.MEMS 麦克风的应用领域正文MEMS(Microelectromechanical Systems,微电子机械系统)麦克风是一种基于微电子技术的声学传感器,具有体积小、灵敏度高、抗干扰能力强等特点。
它广泛应用于消费电子、通信、汽车电子等领域。
MEMS 麦克风的基本概念:MEMS 麦克风是一种微型麦克风,它采用微电子机械系统技术制造,将声学传感器与信号处理电路集成在同一块芯片上。
这使得 MEMS 麦克风具有体积小、重量轻、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
MEMS 麦克风的结构:MEMS 麦克风的主要结构包括麦克风芯、信号处理电路、接口电路等。
麦克风芯是 MEMS 麦克风的核心部件,通常由微小的膜片和背板组成。
当声波作用于膜片时,膜片产生振动,通过背板将振动转换为电信号。
信号处理电路用于对麦克风输出的信号进行放大、滤波等处理。
接口电路则负责将处理后的信号传输给后续设备。
MEMS 麦克风的工作原理:MEMS 麦克风的工作原理基于声电转换。
当声波作用于麦克风膜片时,膜片产生振动。
这些振动通过背板传递到信号处理电路,信号处理电路将振动转换为电信号。
电信号经过放大、滤波等处理后,被传输给后续设备。
MEMS 麦克风的应用领域:MEMS 麦克风广泛应用于各种电子设备中,如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。
此外,MEMS 麦克风在通信领域也有广泛应用,如无线麦克风、对讲机等。
在汽车电子领域,MEMS 麦克风可用于车内音响系统、倒车雷达等。
mems麦克风工作原理现在给大家介绍下mems麦克风的原理吧!在说mems麦克风之前,先说下传统麦克风的原理,传统麦克风就是根据声波产生的空气流动对薄片的冲击,使其产生形变,从而改变电容,是输出电信号改变,从而反映出入口处的声波的频率和幅度的变化。
Mems麦克风的组成一般是由mems微电容传感器、微集成转换电路、声腔、RF抗干扰电路这几个部分组成的。
Mems微电容极头包括接受声音的硅振膜和硅背极,硅振膜可以直接接收到音频信号,经过mems微电容传感器传输给微集成电路,微集成电路把高阻的音频电信号转换并放大成低阻的电信号,同时经RF抗噪电路滤波,输出与前置电路匹配的电信号,就完成了声电转换。
通过对电信号的读取,从而实现对声音的识别。
传统麦克风一般的尺寸一般比MEMS麦克风大一倍多,因为其工艺的水准,并且不能进行表面贴装操作。
这样就在很多环境下有了很大的限制,在MEMS麦克风的制造过程中,SMT回流焊简化了制造流程,这样就可以省略一个手工操作的步骤,从而节约成本。
MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点,直径不到1mm的小型薄膜的重量同样轻巧,这意味着,与ECM相比。
MEMS麦克风会对由安装在同一PCMEMS麦克风需要ASIC提供的外部偏置,ASIC中的电荷泵装置提供外部直流偏置电压,而ECM没有这种偏置。
稳定有效的偏置将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数,还支持具有不同敏感性的麦克风设计。
B上的扬声器引起的PCB 噪声产生更低的振动耦合。
与ECM的聚合材料振动膜相比,硅在本质上能够耐受表面安装时所需的高温环境,而其封装结构又能使这种麦克风系统的总体高度降低,同时由于没有任何的电荷存于其中,所以MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定,其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。
由于耐热性强,MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊,而性能不会有任何变化。
由于组装前后敏感性变化很小,还可以节省制造过程中的音频调试成本。
mems mic结构:mems 麦克风,或MEMS麦克风,是一种使用微电子机械系统(MEMS)技术制造的麦克风。
这种麦克风的核心组件是一个微小的音膜,当音膜受到声音波动的影响时,它会改变音膜的振动速度和幅度,从而改变电容。
这个电容变化随后被转换成电信号,并进一步转化为可以处理和传输的数字信号。
MEMS麦克风的内部结构主要包括以下几个部分:
1.音膜:位于MEMS麦克风的顶部,通常由金属或陶瓷材料制成。
音膜会随着声音的
波动而振动。
2.背板:位于音膜的下方,通常由固体材料制成。
背板上有一个电极,用于感应音膜
的振动。
3.空气隙:音膜和背板之间的微小间隙,当声音波动时,音膜将在空气隙中振动。
4.支撑结构:用来支撑音膜和背板的稳定的框架结构。
5.电容式数字输出转换器:这个电子器件用于测量音膜的振动并将其转化为电信号。
6.封装材料:用于保护和固定MEMS麦克风的内部结构。
∙MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风,简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上,可以采用表贴工艺进行制造,能够承受很高的回流焊温度,容易与 CMOS 工艺及其它音频电路相集成, 并具有改进的噪声消除性能与良好的RF 及EMI 抑制性能.MEMS麦克风的全部潜能还有待挖掘,但是采用这种技术的产品已经在多种应用中体现出了诸多优势,特别是中高端手机应用中。
目录∙MEMS麦克风的优势∙MEMS麦克风的主要参数∙MEMS麦克风的发展前景MEMS麦克风的优势∙目前,实际使用的大多数麦克风都是ECM(驻极体电容器)麦克风,这种技术已经有几十年的历史。
ECM 的工作原理是利用驻有永久电荷的聚合材料振动膜。
与ECM的聚合材料振动膜相比,MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定,其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。
由于耐热性强,MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊,而性能不会有任何变化。
由于组装前后敏感性变化很小,还可以节省制造过程中的音频调试成本。
MEMS麦克风需要ASIC提供的外部偏置,而ECM没有这种偏置。
有效的偏置将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数,还支持具有不同敏感性的麦克风设计。
传统ECM的尺寸通常比MEMS麦克风大,并且不能进行SMT(表面贴装技术)操作。
在MEMS麦克风的制造过程中,SMT回流焊简化了制造流程,可以省略一个目前通常以手工方式进行的制造步骤。
在ECM麦克风内,必须添加进行信号处理的电子元件;而在MEMS麦克风中,只需在芯片上添加额外的专用功能即可。
与ECM相比,这种额外功能的优点是使麦克风具有很高的电源抑制比,能够有效抑制电源电压的波动。
另一个优点是,集成在芯片上的宽带RF抑制功能,这一点不仅对手机这样的RF应用尤其重要,而且对所有与手机操作原理类似的设备(如助听器)都非常重要。
MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点,直径不到1mm的小型薄膜的重量同样轻巧,这意味着,与ECM相比,MEMS麦克风会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB 噪声产生更低的振动耦合。