MEMS麦克风介绍
MEMS(数字)麦克风基本知识
MEMS Wafer
MEMS Die
Hale Waihona Puke MEMS Microphone 产品简介
MEMS Microphone Profile
4
Acoustic port hole
1
L
3
W H
PIN# FUNCTION 1.OUTPUT,
2
2.NO CONNECTION
MEMS Microphone 工作原理
MEMS麦克风是由MEMS微电容传感器、微集成转换电路 (放大器)、声腔及RF抗噪电路组成。MEMS微电容极头部分包含 接收声音的硅振膜和硅背极,硅振膜可直接将接收到的音频信号 经MEMS微电容传感器传输给微集成电路,微集成电路可将高阻 的音频电信号转换并放大成低阻的音频电信号,同时经RF抗噪电 路滤波,输出与手机前置电路相匹配的电信号.完成“声--电”转 换.
< MEMS Microphone >
MEMS Packaging
Notebook Computer, Desk-Top Computer Video Door Phone etc. Cordless Phone
MEMS Microphone 产品简介
Application of Product
MEMS Mic
MEMS Microphone
MEMS Microphone 产品简介
Recommended Interface Circuit
Term4
+ R2 +
R1
AAC MEMS Microphone
Term1
External Gain=-R1/R2 Term3. Term2. (Set by customer)
mems麦克风幅频曲线公式
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 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麦克风介绍
– 表示麦克风引起的相位失真，换句话说，频响表示推动麦克风振膜的声 波与麦克风输出电信号之间的延迟
– 该参数包括振膜和ASIC引起的失真
• 最好的频响、全指向性拾音模式、最佳的灵敏度、更低的相位旋转、 优化的音质(SNR > 60dB)、精确的单元对单元匹配、最高的可靠性和耐 用性、优异的湿度、温度和防尘稳定性。
2021/3/10
6
动态范围和声学过载点
• 动态范围是麦克风在不失真条件下检测到的最大声音和最 小声音之间的差值
– 麦克风在不失真条件与数字麦克风的AOP值相同，均为 120dBSPL声压
– 麦克风在不失真条件下“听到”的最小信号取决于信噪比(SNR)。 换句话说，最小信号相当于残余噪声，用dBSPL表示。
2021/3/10
3
MEMS麦克风主要参数
• 灵敏度
• 灵敏度是麦克风输出电信号与给定输入声压之比。基准声 压是1Pa 或 94dB SPL @ 1kHz
• 典型灵敏度单位:
– • 模拟麦克风的灵敏度单位为 mV/Pa或dBV；dBV = 20 * Log (mV/Pa / 1V/Pa)
– • 数字麦克风的灵敏度单位为 %FS或 dBFS ；dBFS = 20 * Log (%FS / 1FS)
• 信噪比是麦克风输出中给定基准信号与残余噪声之比。
• 基准信号是当声压为1Pa @ 1kHz 时麦克风输出端的标准信 号。
• 噪声信号 (残余噪声)是静音时麦克风的输出电信号。噪声 信号包括MEMS单元的噪声和ASIC的噪声。
• 噪声级通常是在消声环境中测量噪声，然后用A加权方法 修改所采集的噪声。A加权滤波器与人耳频响相关 。
2021/3/10
MEMS(数字)麦克风基本知识
MEMS Wafer
MEMS Die
MEMS Microphone 产品简介
MEMS Microphone Profile
Acoustic port hole
W
H
4
1
L
3
2
PIN# FUNCTION 1.OUTPUT, 2.NO CONNECTION 3.GROUND, 4.POWER
Stage
Temperature Profile
Time (Maximum)
Pro-head
170~180 ℃
120sec.
Solder Melt
Above 230 ℃
100sec.
Peak
260 ℃ Maximum
30sec.
Production Process
Wafer Fabrication
>58dB
RF-filtering capacitance
10pF, 33pF, both or none
Change in sensitivity(电压特性) <1dB across voltage range
Standard operating temperature -40℃ to + 100℃
Packaging/Cutting
Testing / Marking / Taping
Shipping Inspection
Packing
Reliability Test
MEMS Microphone 产品简介
Application of Product
MEMS Wafer Fab. < MEMS Microphone >
mems mic结构
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电容式硅麦克风
MEMS 硅麦克风MEMS 麦克风采用批量化的半导体制作工艺, 具有尺寸小、性能优良、一致性高等特点, 并且易于实现阵列化, 对语音效果实现了较大的提升。
根据制造技术, 麦克风可以分为两种主要类型, 传统的驻极体麦克风和MEMS麦克风。
驻极体麦克风通常由独立的金属部件和聚合物材料制成, 尺寸较大, 不易于集成和大批量生产。
而MEMS 麦克风采用与集成电路工艺兼容的硅微加工技术制成, 尺寸较小, 比较适合集成和大规模量产, 进一步降低了生产成本, 并在性能上也得到了较大的提升.电容式MEMS 麦克风主要由两块平行的导电极板组成（包括固定极板和可动极板）, 当可动极板在声波作用下产生振动时, 改变了两极板间的距离, 从而引起电容值的变化。
那么, 通过专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）可以将电容的变化转换成电压信号。
从设计的角度来说, MEMS麦克风的灵敏度取决于电学灵敏度和机械灵敏度。
其中, 电学灵敏度与偏置电压和极板面积成正比, 与极板间的距离成反比。
因此, 偏置电压越高, 极板面积越大, MEMS 麦克风的电学灵敏度就越高。
但是, 增大极板面积就意味着增大MEMS 麦克风的尺寸, 提升偏置电压就意味着增加功耗, 而且偏置电压也会受到吸合电压的限制而不能任意增大。
因此, 这就需要在尺寸、功耗、灵敏度之间找到一个平衡点, 在不增加尺寸和功耗的前提下进一步提升MEMS 麦克风的灵敏度。
MEMS 麦克风的机械灵敏度与振膜（可动电极）的刚度成正比, 一般来说, 刚度越小的薄膜在声波作用下产生的形变就越大。
因此, 减小振膜刚度可以获得更高的机械灵敏度, 但是在制作过程中, 刚度较小的振膜极易受到外界的影响产生形变甚至破裂。
而且在静电力的作用下, 振膜与固定极板之间会产生一个吸引力, 导致振膜逐渐向固定极板靠近, 当振膜与固定极板接触时的偏置电压称为吸合电压。
MEMS Microphone Introduction
CONFIDENTIAL
2013‐4‐8
5）产品比较。 敏芯 I公司 K公司
1.1x1.1x0.4 全固定支撑 C0=2.3pF Vbias=10V
MEMSensing Microsystems Co., Ltd
1.2x1.2x0.4 BP部分支撑 C0=2.5pF Vbias=9.6V
3.76 x 2.24 58 dB top 4.72 x 3.76 57 dB digital 3.76 x 2.95 58 dB top
size
MEMSensing Microsystems Co., Ltd
CONFIDENTIAL
2013‐4‐8
4. 典型产品性能
1）频响和信噪比
Sens. Noise. SNR
CONFIDENTIAL
1.1x1.1x0.4 DP自由悬浮 C0=1pF Vbias=11V
2013‐4‐8
6）知识产权。
国别 中国 中国 中国 中国 中国 美国 美国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 专利号 200710038554.0 200710044322.6 200710044323.0 200710044324.5 200710045975.6 12813503 12910801 201210041572.5 201310030499.6 201310030506.2 200810035916.5 200910208488.6 200910208492.2 201210024962.1 类别 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 发明 专利名称 微机电声学传感器的封装结构 集成电路与电容式微硅麦克风的单片集成的制作方法及芯片 基于SOI硅片的集成电路与电容式微硅麦克风的单片集成方法及芯片 微机电系统器件与集成电路的集成方法及集成芯片 采用低温工艺形成电学隔离区方法、单片集成方法及芯片 Methods for manufacturing MEMS sensor and thin film and cantilever beam thereof with epitaxial growth process Methods for manufacturing MEMS sensor and thin film thereof with improved etching process 电容式微硅麦克风及其制备方法电容式微硅麦克风的制造方法 电容式微硅麦克风的制造方法 具有双面贴装电极的微机电传声器的封装结构 电容式微型硅麦克风及其制造方法 电容式微型硅麦克风及其制造方法 集成电路与电容式微型硅麦克风单片集成的制作方法及芯片 专利状态 授权 授权 授权 授权 授权 授权 授权 受理 受理 受理 实审 初审合格 初审合格 受理
mems mic结构
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麦克风介绍
频响
• 从量级角度描述麦克风频响:
– 表示灵敏度在频带范围内的变化。该参数还能表示输出信号与基准值0dB 的偏差。
– 频响测量所用基准通常就是麦克风的灵敏度 0dB = 94dBSPL @ 1kHz
– 麦克风频响通常表示因 通风孔而导致频响低频降低和因Helmholtz
效应而导致频响高频上升。
• 从相位角度描述麦克风频响:
– 表示麦克风引起的相位失真，换句话说，频响表示推动麦克风振膜的声 波与麦克风输出电信号之间的延迟
– 该参数包括振膜和ASIC引起的失真
• 最好的频响、全指向性拾音模式、最佳的灵敏度、更低的相位旋转、 优化的音质(SNR > 60dB)、精确的单元对单元匹配、最高的可靠性和耐 用性、优异的湿度、温度和防尘稳定性。
• 脉冲密度调制（Pulse Density Modulation），简称PDM，是一种在数字领域使 用二进制数0,1表示模拟信号的调制方式，1表示单个脉冲，0表示没有脉冲。 在PDM信号中，模拟信号的幅值使用输出脉冲对应区域的密度表示。PWM波 是PDM波转换频率固定的一种特例，对于一个使用8位长表示的电压信号而言， 峰值的1/2处会高低电平各持续一半，即128个时钟周期。在PDM信号中，会 在1,0之间每个时钟周期都切换。两种波形的平均值都是50%，但是PDM波切 换的更加频繁。对于100%和0的电平信号，两种方式的输出相同
图2. MEMS麦克风基本结构
PCM and PDM
• 脉冲编码调制（英文：Pulse-code modulation，缩写：PCM）是一种模拟信号 的数字化方法。PCM将信号的强度依照同样的间距分成数段，然后用独特的 数字记号（通常是二进制）来量化。PCM常被用于数字电信系统上，也是电 脑和红皮书中的标准形式。在数字视频中它也是标准，例如使用 ITU-R BT.601。 但是PCM并不流行于诸如DVD或DVR的消费性商品上，因为它需要相当大的比 特率（DVD格式虽然支持PCM，不过很少使用）；与之相较，压缩过的音频 较匹配效率。不过，许多蓝光光盘使用PCM作音频编码。非常频繁地，PCM 编码以一种串行通信的形式，使数字传讯由一点至下一点变得更容易——不 论在已给定的系统内，或物理位置。
mems mic结构
mems mic结构
MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）是一种微型电子力
学系统，是集成了微型传感器、微型执行器和微型电子控制器的微型设备。
MEMS技术能够实现微小尺寸、低耗能、高可
靠性和低成本的制造，广泛应用于各种领域，包括通信、汽车、医疗、工业控制等。
MEMS mic（MEMS麦克风）是MEMS技术应用于麦克风的
一种产品，它采用了MEMS声音传感器作为麦克风的核心组件。
与传统电容式麦克风相比，MEMS mic具有更小的尺寸、更低的功耗和更高的灵敏度。
它能够实现高质量的声音捕捉，并广泛应用于手机、耳机、智能音箱等消费电子设备中。
MEMS mic的结构一般由MEMS声音传感器、信号处理电路
和封装材料组成。
MEMS声音传感器部分通常采用微型薄膜
结构，包括薄膜振膜、电容板和支撑结构。
当声音波动作用于薄膜振膜上时，振膜会发生位移并改变电容板之间的间隔距离，从而产生电容变化。
信号处理电路会将这个电容变化转化为电压信号，并进行放大和滤波处理，最终输出麦克风的声音信号。
封装材料则用于保护和固定MEMS mic的内部结构。
总之，MEMS mic采用了MEMS技术的声音传感器作为核心
组件，结合信号处理电路和封装材料，实现高质量、高性能的声音捕捉功能。
它在消费电子设备和其他领域中具有广泛的应用前景。
MEMS(微型机电系统) 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。
MEMS 数字 麦克风基本知识
Cellular Phone(CDMA, GSM, PCS), Camcorder Phone, MP3 Phone, PDA Phone etc.
Ear Phone MIC for Headsets, MP3, Bluetooth, etc.
Camcorder, Digital Camera etc.
>58dB
RF-filtering capacitance
10pF, 33pF, both or none
Change in sensitivity(电压特性) <1dB across voltage range
Standard operating temperature -40℃ to + 100℃
MEMS Microphone 产品简介
MEMS Microphone Presentation
MEMS Microphone
1. 体积小. 2. 便于SMT安装. 3. 耐高温,稳定性好. 4. 灵活的设计应用. 5. 兼容数字化发展. 6. 自动化程度高. 7. 适合大批量生产.
MEMS Microphone 产品简介
MEMS Microphone
Packaging
Wafer Foundry Wafer Testing
Incoming Inspection
Wafer Inspection
Wafer Sawing
Wafer Expand
SMT/glueing
Pick up and place MEMS
Wire Bonding
MEMS Microphone 工作原理
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MEMS麦克风主要参数
•灵敏度
•灵敏度是麦克风输出电信号与给定输入声压之比。基准声压 是1Pa 或 94dB SPL @ 1kHz
•典型灵敏度单位:
– • 模拟麦克风的灵敏度单位为 mV/Pa或dBV；dBV = 20 * Log (mV/Pa / 1V/Pa)
– • 数字麦克风的灵敏度单位为 %FS或 dBFS ；dBFS = 20 * Log (%FS / 1FS)
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频响
• 从量级角度描述麦克风频响:
–表示灵敏度在频带范围内的变化。该参数还能 表示输出信号与基准值0dB的偏差。 –频响测量所用基准通常就是麦克风的灵敏度 0dB = 94dBSPL @ 1kHz
–麦克风频响通常表示因 通风孔而导致频响 低频降低和因Helmholtz 效应而导致频响高频上
升。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MEMS麦克风的指向性拾音模式
• 指向性麦克风的频响通常被视为一个完美的3D球形。直径最小的麦克 风在高频时提供最佳的全指向性，因此MEMS麦克风是最佳的全指向 性麦克风。
• 使用MEMS麦克风组建麦克风阵列，可按照理想的声学模式调整频响。
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•应用示例 •一对麦克风的信号经过处理后，可调整频响在X轴上的位置
• 此外，MEMS麦克风阵列可大幅改进音质。意法半导体的MEMS麦克风尺寸紧凑，灵敏 度匹配优异，频响出色，能够在麦克风阵列中实现噪声回响主动消除和声波成束功能。 声波成束是一个切断声音与位置关系的音频处理技术。随着手机等移动设备在吵闹和 不可控制环境中的使用频率不断增加，噪声抑制和声波成束功能变得十分有用。
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动态范围和声学过载点
•动态范围是麦克风在不失真条件下检测到的最大声音和最小 声音之间的差值
–麦克风在不失真条件下“听到”的最大信号叫做声学过载点(AOP)。 意法半导体的模拟麦克风AOP值与数字麦克风的AOP值相同，均为 120dBSPL声压 –麦克风在不失真条件下“听到”的最小信号取决于信噪比(SNR)。换 句话说，最小信号相当于残余噪声，用dBSPL表示。
引言
• MEMS麦克风是一种具有ECM（驻极体电容）麦克风功能的固态声音感应芯片，正在被 广泛用于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能电视、汽车语音识别、游戏机和遥控器 等现代设备中。
• 根据市调机构IHS iSuppli的市场预测，由于MEMS麦克风可靠的单片结构、优异的抗机 械振动性能、紧凑的尺寸和可选数字输出，使消费电子和手机 MEMS麦克风市场在 2010至2014年间将实现23%的复合年增长率。
图2. MEMS麦克风基本结构 -
PCM and PDM
• 脉冲编码调制（英文：Pulse-code modulation，缩写：PCM）是一种模拟信 号的数字化方法。PCM将信号的强度依照 同样的间距分成数段，然后用独特的数字 记号（通常是二进制）来量化。PCM常被 用于数字电信系统上，也是电脑和红皮书 中的标准形式。在数字视频中它也是标准， 例如使用 ITU-R BT.601。但是PCM并不流行 于诸如DVD或DVR的消费性商品上，因为 它需要相当大的比特- 率（DVD格式虽然支
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MEMS麦克风结构 MEMS麦克风主要分为模拟放筒和数字麦克风两大类：模拟麦克风是将声音信号 转化成相应电压输出；数字麦克风将声音转化成数字输出（典型输出是脉冲密度 调制PDM）。
MEMS麦克风本质上就是声音变送器。
– 变送原理是改变固定板（背板）和运动板（振膜）之间的耦合电容 – 声音穿透声孔，推动振膜运动，调节两个传导板之间的气隙，从而引起电容变化 – 后室是声音共振器 – 通风孔排出后室内的压缩空气，以便振膜恢复原状。
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指向性
• 指向性表示与声音到达方向相关的灵敏度响应的变化 • MEMS麦克风是全指向型传声器，这意味灵敏度在麦克风
周围任意音源位置都不会变化 • 指向性可以用在Cartesian轴上的灵敏度偏移与角度之比表
示，也可以用空间灵敏度响应分布极坐标图表示。
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信噪比 [SNR]
•信噪比是麦克风输出中给定基准信号与残余噪声之比。 •基准信号是当声压为1Pa @ 1kHz 时麦克风输出端的标准信号。 •噪声信号 (残余噪声)是静音时麦克风的输出电信号。噪声信 号包括MEMS单元的噪声和ASIC的噪声。 •噪声级通常是在消声环境中测量噪声，然后用A加权方法修 改所采集的噪声。A加权滤波器与人耳频响相关 。
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优点
• MEMS麦克风特别适用于要求严格的远距离语音交互系统。紧凑的外 观设计有助于研发人员将麦克风阵列嵌入自动化家庭的墙壁、写字台 或具有语音功能的家电内。即便房间内有很多人，同时正在播放音乐， 优异的声学特性结合先进的信号处理技术，让麦克风能够从几米外识 别并采集一个人发出的语音命令。
远距离语音交互功能不仅会大幅改变人机交互方式，而且还会给行动 不便的老弱病残人士带来福音。除家庭应用外，远距离语音交互系统 还适用于机器人、远程呈现、监视和工业自动化。
• MEMS麦克风正在进军新的应用领域，例如，声控游戏、汽车语音系 统、工业和安保用声音传感器、医学遥测。其独一无二的结构、性能 和尺寸，让无法想象的概念能够提早变化现实。
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