詳解模擬和數(shù)字MEMS麥克風(fēng)設(shè)計(jì)區(qū)別.doc

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1、詳解模擬和數(shù)字MEMS麥克風(fēng)設(shè)計(jì)區(qū)別　　模擬和數(shù)字麥克風(fēng)輸出信號(hào)在設(shè)計(jì)中顯然有不同的考慮因素。本文要討論將模擬和數(shù)字MEMS麥克風(fēng)集成進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的差別和需要考慮的因素?！　EMS麥克風(fēng)內(nèi)部細(xì)節(jié)　　MEMS麥克風(fēng)輸出并不是直接來自MEMS換能單元。換能器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可變電容，并且具有特別高的兆歐級(jí)輸出阻抗?！　≡邴溈孙L(fēng)封裝中，換能器信號(hào)先被送往前置放大器，而這個(gè)放大器的首要功能是阻抗變換，當(dāng)麥克風(fēng)接進(jìn)音頻信號(hào)鏈時(shí)將輸出阻抗降低到更合適的值。麥克風(fēng)的輸出電路也是在這個(gè)前置放大電路中實(shí)現(xiàn)的?！　?duì)于模擬MEMS麥克風(fēng)來說，圖1所示的這種電路基本上是一個(gè)具有特殊輸出阻抗的放大器。在數(shù)

2、字MEMS麥克風(fēng)中，這個(gè)放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）集成在一起，以脈沖密度調(diào)制（PDM）或I2S格式提供數(shù)字輸出?！　　　D1：典型的模擬MEMS麥克風(fēng)框圖　　圖2是PDM輸出MEMS麥克風(fēng)的功能框圖，圖3是典型的I2S輸出數(shù)字麥克風(fēng)。I2S麥克風(fēng)包含PDM麥克風(fēng)中的所有數(shù)字電路，還包含抽取濾波器和串口?！　　　D2：典型的PDMMEMS麥克風(fēng)框圖　　　　圖3：典型的I2SMEMS麥克風(fēng)框圖　　MEMS麥克風(fēng)封裝在半導(dǎo)體器件中比較獨(dú)特，因?yàn)樵诜庋b中有一個(gè)洞，用于聲學(xué)能量抵達(dá)換能單元。在這個(gè)封裝內(nèi)部，MEMS麥克風(fēng)換能器和模擬或數(shù)字ASIC綁定在一起，并安裝在一個(gè)公共的疊層上。然后

3、在疊層上方又綁定一個(gè)蓋子，用于封住換能器和ASIC。這種疊層通常是一小塊PCB，用于將IC出來的信號(hào)連接到麥克風(fēng)封裝外部的引腳上?！　D4和圖5分別顯示了模擬和數(shù)字MEMS麥克風(fēng)的內(nèi)部細(xì)節(jié)。在這些圖片中，你可以看到左邊的換能器和右邊的ASIC（在環(huán)氧樹脂底下），兩者都安裝在疊層上。數(shù)字麥克風(fēng)有額外的綁定線將來自ASIC的電氣信號(hào)連接到疊層?！　　　D4：模擬MEMS麥克風(fēng)中的換能器和ASIC　　　　圖5：數(shù)字MEMS麥克風(fēng)中的換能器和ASIC