邁步數(shù)字拾音時(shí)代--數(shù)字麥克風(fēng)和陣列拾音技術(shù)的應(yīng)用
內(nèi)容導(dǎo)航:
模擬麥克風(fēng)和數(shù)字麥克風(fēng)的區(qū)別
隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展,使用數(shù)字音頻技術(shù)的電子產(chǎn)品越來越多。數(shù)字音頻接口成為發(fā)展的潮流,采用脈沖密度調(diào)制(PDM)接口的ECM和MEMS數(shù)字麥克風(fēng)也孕育而生。目前,ECM和MEMS數(shù)字麥克風(fēng)已經(jīng)成為便攜式筆記本電腦拾音設(shè)備的主流。
數(shù)字ECM或MEMS麥克風(fēng)和傳統(tǒng)的ECM麥克風(fēng)相比,有著不可取代的優(yōu)勢。首先,移動(dòng)設(shè)備向小型化數(shù)字化發(fā)展,急需數(shù)字拾音器件和技術(shù);第二,設(shè)備包含的功能單元越來越多,如筆記本電腦,集成了藍(lán)牙和WiFi無線功能,麥克風(fēng)距離這些干擾源很近,設(shè)備對抗擾要求越來越高;第三,三網(wǎng)合一的發(fā)展,需要上網(wǎng),視頻和語音通信可以同時(shí)進(jìn)行,這在移動(dòng)設(shè)備中通常會遇到環(huán)境噪聲和回聲的影響;第四,從提高生產(chǎn)效率角度,希望對麥克風(fēng)采用SMT焊接。數(shù)字麥克風(fēng)適合SMT焊接,可以解決系統(tǒng)各種射頻干擾對語音通信產(chǎn)生的噪聲,富迪科技的數(shù)字陣列麥克風(fēng)拾音技術(shù)可以抑制和消除通話時(shí)的回聲和環(huán)境噪聲,數(shù)字接口方便同數(shù)字系統(tǒng)的連接。
模擬麥克風(fēng)和數(shù)字麥克風(fēng)
麥克風(fēng)結(jié)構(gòu):ECM模擬麥克風(fēng)通常是由振膜,背極板,結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和屏蔽外殼組成。振膜是涂有金屬的薄膜。背極板由駐極體材料做成,經(jīng)過高壓極化以后帶有電荷,兩者形成平板電容。當(dāng)聲音引起振膜振動(dòng),使兩者距離產(chǎn)生變化,從而引起電壓的變化,完成聲電轉(zhuǎn)換。利用結(jié)型場效應(yīng)管用來阻抗變換和放大信號,有些高靈敏度麥克風(fēng)采用運(yùn)放來提高麥克風(fēng)靈敏度(見圖1a)。ECM數(shù)字麥克風(fēng)通常是由振膜,背極板,數(shù)字麥克風(fēng)芯片和屏蔽外殼組成,數(shù)字麥克風(fēng)芯片主要由緩沖級,放大級,低通濾波器,抗模數(shù)轉(zhuǎn)換組成。緩沖級完成阻抗變換,放大級放大信號,低通濾波濾除高頻信號,防止模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生混疊,模數(shù)轉(zhuǎn)換將放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖密度調(diào)制(PDM)信號,通常采用過采樣的1位Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換(見圖1b)。MEMS模擬麥克風(fēng)主要由MEMS傳感器,充電泵,緩沖放大器,屏蔽外殼組成。參照圖1c, MEMS傳感器由半導(dǎo)體工藝制成的振膜,背極板和支架構(gòu)成,通過充電泵給背極板加上適當(dāng)?shù)臉O化偏壓。緩沖放大器完成阻抗變換,放大信號。MEMS數(shù)字麥克風(fēng)主要由MEMS傳感器,充電泵,數(shù)字麥克風(fēng)芯片和屏蔽外殼組成,參照圖1d。為了提高麥克風(fēng)抗干擾能力,麥克風(fēng)內(nèi)部電源和地之間都增加了小的濾波電容,通常是10pF和33pF并聯(lián)。
圖1a ECM模擬麥克風(fēng)
圖1b ECM數(shù)字麥克風(fēng)
圖1c MEMS模擬麥克風(fēng)
圖1d MEMS數(shù)字麥克風(fēng)
麥克風(fēng)偏置電路:通過手機(jī)中麥克風(fēng)電路的典型應(yīng)用,比較一下ECM模擬麥克風(fēng),MEMS模擬麥克風(fēng)和數(shù)字麥克風(fēng)的差異。圖2a為ECM模擬麥克風(fēng)的偏置電路。為了減小干擾,手機(jī)中的麥克風(fēng)電路采用差分輸出。麥克風(fēng)電源經(jīng)過R5電阻C9電容濾波以后,通過R6供給麥克風(fēng)內(nèi)部的場效應(yīng)管,由R6、R9差分組成差分輸出電路。C15和R6、R9以及麥克風(fēng)的輸出阻抗組成低通濾波器,用來濾除超過語音頻段的高頻信號,防止后級電路模數(shù)裝換時(shí)產(chǎn)生混疊。C13、C17隔離直流偏置,R7、R8用來防止電容對芯片輸入端的放電沖擊。其余的33pF電容用來濾除射頻干擾。麥克風(fēng)輸出到基帶芯片的模擬輸入端采用差分布線,減少噪聲和射頻干擾(見圖2b)。MEMS麥克風(fēng)的偏置電路。麥克風(fēng)電源經(jīng)過R1電阻C2電容濾波以后,供給MEMS麥克風(fēng)內(nèi)置的緩沖放大器和充電泵電路。MEMS拾取的聲音信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號,經(jīng)過緩沖放大后輸出,經(jīng)過C5、R2、C6組成的π型濾波器濾波,偽差分電路布線到基帶芯片。圖2c為數(shù)字麥克風(fēng)的偏置電路。麥克風(fēng)電源經(jīng)過簡單濾波以后供給麥克風(fēng)。聲音轉(zhuǎn)換成模擬電信號經(jīng)過內(nèi)部緩沖放大,在時(shí)鐘信號(SCL)的驅(qū)動(dòng),下最后模數(shù)轉(zhuǎn)換成1位的PDM音頻數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)引腳(DATA)輸出。
圖2a ECM模擬麥克風(fēng)電路
圖2b MEMS模擬麥克風(fēng)電路
圖2c ECM/MEMES數(shù)字麥克風(fēng)電路
各種類型麥克風(fēng)比較:表1歸結(jié)出ECM模擬麥克風(fēng),ECM數(shù)字麥克風(fēng),MEMS模擬麥克風(fēng)和MEMS數(shù)字麥克風(fēng)的性能指標(biāo)和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
更多相關(guān): AV集成
免責(zé)聲明:本文章由21ic提供,本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與中國視聽網(wǎng)無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí),對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
-
【內(nèi)容導(dǎo)航】
- 第1頁·模擬麥克風(fēng)和數(shù)字麥克風(fēng)的區(qū)別
- 第2頁·模擬麥克風(fēng)和數(shù)字麥克風(fēng)的應(yīng)用