专栏名称: 半导体行业观察
半导体行业第一垂直媒体,30万半导体精英的共同关注!实时、专业、原创,专注观察全球半导体行业最新资讯、技术前沿、发展趋势。欢迎订阅摩尔精英旗下更多公众号:摩尔精英MooreRen、摩尔芯闻MooreNEWS
目录
相关文章推荐
OFweek维科网  ·  又一小米生态链品牌关停!雷军也带不动? ·  3 天前  
半导体行业联盟  ·  恭喜!中国光谷,百亿项目达产,高端光电子器件! ·  4 天前  
OFweek维科网  ·  OPPO暴涨49%!传音跌出前五? ·  1 周前  
半导体行业联盟  ·  联电抢进先进封装,夺高通大单! ·  6 天前  
半导体行业联盟  ·  叶甜春:中国的先进封装,未来5-10年会走在 ... ·  6 天前  
51好读  ›  专栏  ›  半导体行业观察

一文看懂MEMS麦克风技术

半导体行业观察  · 公众号  · 半导体  · 2017-06-26 09:04

正文

来源:内容来自Ctimes 谢谢。 

智能语音助理成为当红炸子鸡,作为相关应用不可或缺的声音感测器,麦克风的市场规模也将出现明显爆发,其中又以MEMS麦克风受惠最大。至于驻极体麦克风(ECM),虽然具有高讯噪比(SNR)的优势,但因为匹配工作相对繁琐,对于需要采用阵列架构的智能语音助理应用来说,并非最理想的选择。


研究机构Yole预估,在智能语音助理、车用等应用需求爆发的加持下,MEMS麦克风的出货量将稳定成长,到2022年时,年出货量可望超过80亿颗;ECM麦克风出货量则缓慢萎缩,到2022年时,出货量约仅在30亿颗左右。如此庞大的市场,我们有必要重视一下这个产品的技术了。



MEMS麦克风的结构和工作模式概述


MEMS麦克风含一个可移动的膜片和静态背板,矽晶圆基板上采用常见的沉积和选择性蚀刻的工艺制作。背板有穿孔,允许空气流通而不引起偏离。膜片的设计是为了适应声波引起的气压变化。弯曲会造成膜片相对背板移动,产生一定比例的电容变化。与MEMS换能器共同封装的一个配套IC将此电容变化转换成一个模拟或数字格式的电讯号。


市场上有模拟或数字输出的MEMS麦克风。模拟麦克风基本上包含MEMS换能器和配套的模拟放大器集成电路(IC),是一种用于小型手持装置的热门方案,像是功能手机与入门级到中阶的智能型手机。


数字化


整合模拟调节讯号和模拟数字转换器(ADC)的数字麦克风通常是PC或高阶智能型手机的首选装置。数字技术利用固有的更高射频和抗电磁干扰(EMI)实现更佳的音讯性能,如图一所示。此外,电路设计和电路板布局可以简化,更易于更动设计,无需修改电阻和电容值。

图一: 数字化改进抗噪性


大多的数字麦克风还有时脉和一个L / R控制的输入。时脉输入用来控制Δ?调变器,将感测器的模拟讯号转换成数字脉冲密度调变(PDM)讯号。典型的时脉频率范围从1MHz至3.5 MHz。麦克风的输出被驱动到所选择的时脉边缘的适当水准,接着进入一个高阻抗状态的时脉周期的另一半。这使两个数字麦克风输出能共用单条数据线(图二)。L / R输入确定有效数据的时脉边缘。

图二: 数字麦克风可减少传输线数量


数字MEMS麦克风具有高抗噪性和简化电路设计的优点,适用于多麦克风阵列以消除回音和杂讯,以及波束形成以实现定向灵敏度。为让智能型手机能消除杂讯,一种常见方法是在远离主语音麦克风之处放置一个或多个额外麦克风,例如在外壳边缘或背面,检测来自周围环境的杂讯,再从语音麦克风的输出中减去,能提高通话品质。降噪麦克风也经常用于影音录制模式。


波束形成还使用到两个或多个麦克风阵列。虽然大多数麦克风有全向灵敏度,但一些应用可得益于一个特定方向所增加的灵敏度或在其他方向降低灵敏度,例如在电话会议中或行车通话时提高音讯品质和清晰度。根据从不同方向传来的声音相位差,波束形成可利用数字演算法到阵列的麦克风输出,而且还能判定特定声音传来的方向。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1317期内容,欢迎关注。

R

eading

推荐阅读(点击文章标题,直接阅读)

关于肉夹馍和良率那点事儿

新时代的芯片设计思路,不看你就out了

量子芯片离量产不远了?一家挑战谷歌的初创公司


关注微信公众号 半导体行业观察,后台回复关键词获取更多内容

回复 雄心,看《苹果的芯片帝国雄心》

回复 张汝京,看《中国半导体教父张汝京的“三落三起”》

回复 国产,看《国产手机崛起背后的最大受益者》

回复 ASR,看《ASR收购Marvell MBU背后:一段有关RDA的爱恨情仇》

回复 IC,看《一文看懂 IC 产业结构及竞争关系》

回复 展会,看《2017最新半导体展会会议日历》


回复 投稿,看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》


回复 搜索,还能轻松找到其他你感兴趣的文章!


连接全球半导体精英

摩尔邀请您加入精英微信群

你好,感谢长期对半导体行业观察的关注和支持!为了方便各位精英专家交流,我们组建了一些专业、微信交流群,欢迎你加入,我们还会邀请在摩尔直播App做过技术和行业分享的100+技术大牛入群和大家交流。加群方法: 长按二维码,加群主为好友,填写加群需求信息,拉你入群。

地域群:

上海、深圳、北京、江苏.浙江、西安、武汉、成都.重庆、合肥、厦门.晋华、大连、台湾、新加坡、日本.韩国、美国、欧洲

 

职能群:

模拟射频设计、EDA.IP、数字芯片设计、模拟混合信号设计、版图Layout、数字PR.验证、晶园制造Fab、设备EE、半导体材料、半导体设备、封装测试、半导体投资、市场销售、AE.FAE、嵌入式开发、实习交流、采购.IC代理

 

直播群:

摩尔直播App学习交流1群、摩尔直播App学习交流2群


专业实名微信群规则:

1. 专业、高效交流,建议进群请修改群昵称,格式:公司或学校+职位或专业+中文或英文,请服从群主管理,如果多次违规会被请出交流群;

2. 原则上每人加不超过3个群,精彩讨论内容,群主会负责在不同群同步,既然加了群,请大家尽量置顶群,积极参与群讨论;

3. 群里聊天讨论仅限半导体专业内容,杜绝专业无关内容,特别是养生、拉票、微商等内容,严格禁止,为自己公司打广告以不引起群友反感为限;

4. 前100人免费,超过100人后,新进群者发新人红包,金额随意,讨个彩头。群友每增加100人,群主发群红包庆祝,金额等于群友人数。


【关于转载】:转载仅限全文转载并完整保留文章标题及内容,不得删改、添加内容绕开原创保护,且文章开头必须注明:转自“半导体行业观察icbank”微信公众号。谢谢合作!

【关于征稿】:欢迎半导体精英投稿(包括翻译、整理),一经录用将署名刊登,红包重谢!签约成为专栏专家更有千元稿费!来稿邮件请在标题标明“投稿”,并在稿件中注明姓名、电话、单位和职务。欢迎添加我的个人微信号 MooreRen001或发邮件到 [email protected]

点击阅读原文加入摩尔精英