理解MEMS麦克风技术规格

"应用笔记：麦克风技术规格解析.pdf" 这篇应用笔记主要由Jerad Lewis撰写，解释了微机电系统（MEMS）麦克风的技术规格，帮助设计者更好地将这类麦克风融入到他们的系统中。文章从介绍开始，指出MEMS麦克风的独特性在于其输入是声学压力波，因此其数据表中的某些规格可能不常见，或者常见的规格可能有特殊的解释。 **灵敏度（Sensitivity）** 麦克风的灵敏度是指在给定的声学输入下，其输出的电气响应。它通常表示为输入压力与电气输出（电压或数字信号）的比例。在测量麦克风灵敏度时，标准参考输入信号是一个1kHz的正弦波，声压级为94分贝（SPL），或者1帕斯卡（Pa，压力的测量单位）。灵敏度值较高的麦克风，在固定的声学输入下，其输出电平会更高。 **频率响应（Frequency Response）** 频率响应描述了麦克风对不同频率声音的响应。它通常以一个曲线图来表示，显示在不同频率下的灵敏度。理想的频率响应是平坦的，意味着所有频率的声音都能被等比例地转换成电信号。然而，实际的麦克风可能会在某些频率上有增益或衰减。 **指向性（Polar Pattern）** 指向性描述了麦克风对来自不同方向的声音的敏感度。例如，全向型麦克风对来自各个方向的声音都敏感，而心形或超心形麦克风则主要对来自前方的声音敏感，减少了侧向和后方的拾音。 **噪声性能（Noise Performance）** 包括自我噪声（self-noise）和信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）。自我噪声是麦克风在没有声源时产生的电子噪声水平，而信噪比是信号功率与噪声功率之比，通常以分贝（dB）表示。高SNR意味着更好的音频质量，因为信号会更清晰地超过背景噪声。 **动态范围（Dynamic Range）** 动态范围是指麦克风能处理的最大声压级（SPL）和最小可检测声压级之间的差值。这个参数对于需要处理大范围声音强度的应用非常重要。 **失真（Distortion）** 包括谐波失真和互调失真，衡量麦克风在大输入信号下保持线性响应的能力。低失真意味着音频再现更准确。 **电源需求（Power Requirements）** MEMS麦克风可能需要电源才能工作，这涉及电源电压、电流消耗以及电源类型等规格。 **接口（Interface）** 麦克风的输出可以是模拟信号，如电压，也可以是数字信号，如I²C或SPI接口。不同的接口类型会影响其与系统其他部分的集成方式。 理解这些关键的技术规格对于正确选择和应用MEMS麦克风至关重要，确保它们能在目标系统中提供最佳的音频性能。在设计过程中，根据具体应用的需求，如音频质量、噪声环境、空间限制和电源条件，仔细评估这些规格是必要的。