MEMS를 기반으로 소음계를 설계하는 방법은 무엇입니까?
MEMS는 마이크로 전자 회로를 만드는 데 사용되는 것과 동일한 재료(일반적으로 실리콘) 및 에칭 기술을 사용하여 제조되는 마이크로 전자 기계 시스템입니다. 이러한 기술은 높은 정밀도와 재현성으로 마이크로스케일 및 나노스케일 구조를 구축할 수 있습니다. MEMS 마이크는 매우 작지만 매우 민감합니다(노이즈 플로어는 일반적으로 30dBA보다 우수함). 많은 MEMS 마이크는 장치 수준(심지어 칩 수준)에서 증폭 및 디지털 샘플링 칩을 통합하여 디지털 신호를 직접 제공하고 시스템 또는 기기의 다른 부품 비용을 줄입니다. 또한 장치 수준에서 아날로그-디지털 회로를 직접 통합하면 기존 설계에서 아날로그 입력 라인에 결합된 전자기 노이즈가 제거됩니다.
MEMS 마이크는 엄격하게 제어되는 마이크로 에칭 프로세스를 사용하여 제조되므로 각 MEMS 마이크의 개별 특성이 매우 일관됩니다. 매우 선형적이며(1kHz/94dB SPL에서 0.1% 총 고조파 왜곡(HD) 이상) 동적 범위가 넓습니다(일반적으로 30dBA~120dBA보다 우수). 또한 MEMS 마이크는 온도 변화에 대한 민감도가 낮고 마찬가지로 마이크 다이어프램이 매우 작고 얇아 진동에 대한 민감도가 정전형 마이크보다 10배 이상 낮습니다. 또한 MEMS 마이크는 소비자 가전 시장에서 널리 사용 가능하므로 가격도 매우 저렴합니다. 감도는 시간이 지남에 따라 매우 안정적으로 유지되며 일반적으로 유형 I 사양을 유지하기 위해 재교정이 필요하지 않습니다.
이러한 이점 때문에 MEMS 마이크는 설계에 이상적입니다. 물론 MEMS 마이크에는 효율적인 사운드 레벨 미터를 설계하려는 경우 보완해야 할 몇 가지 단점이 있습니다.
MEMS 마이크는 장치 수준에서 디지털 신호를 제공하기 때문에 압력에 민감한 공동을 회로에서 제거하고 아날로그 링크를 따로 테스트하는 것은 불가능합니다. 소음 측정기에 대한 모든 관련 표준은 1970년대에 작성되었으며 소음 측정기 설계는 아날로그 처리 체인을 구동하는 단일 마이크 캐비티 또는 아날로그-디지털 변환기(ADC)와 디지털 처리 체인으로 구성되어 있다고 가정했습니다. 이를 위해서는 사운드 레벨 미터를 테스트하기 위해 마이크 대신 전기 신호를 사용해야 합니다. 반면에 MEMS 마이크는 장치 수준에서 아날로그-디지털 변환을 완료합니다. 즉, 사운드 레벨 미터가 표준을 준수하는 데 필요한 성능을 가질 수 있지만 에 지정된 방법을 사용하여 테스트할 수는 없습니다. 그 기준.
MEMS 마이크의 실리콘 구조는 크기가 매우 작기 때문에 작은 먼지 입자도 마이크 구멍에 쉽게 들어가 손상될 수 있습니다. 매우 높은 정적 및 동적 응력(일반적으로 160dB-SPL 이상)도 이러한 작은 실리콘 구조에 손상을 줄 수 있습니다.
MEMS 마이크는 일반적으로 10kHz ~ 20kHz 범위에서 날카로운 공진을 보입니다. 소음계의 주파수 응답이 해당 표준의 한계 내에 떨어지도록 이 공진에 대한 보정이 필요합니다.
