麦克风振动灵敏度

传统的 MEMS 麦克风通常设计用于响应声压场;然而,当受到外部机械振动时,它们也会产生意外输出。传统 MEMS 麦克风的设计依赖于小巧轻便的振膜,这种振膜很容易随空气中的声波而移动。但是,通过结构接触传导的机械振动也会导致振膜和固定背板之间的电容发生变化。事实上,MEMS 麦克风内在振动灵敏度的主要来源是其振膜的质量。

多年来,人们一直在努力提高传统 MEMS 麦克风的信噪比(SNR)和声学过载点(AOP)。设计已从单振膜/单背板结构发展到单振膜/双背板结构和/或双振膜/单背板结构。这种演变使信噪比从单隔膜/单背板结构的 65 dB 提高到单隔膜/双背板结构的 70 dB,甚至双隔膜结构的 73 dB。同样,AOP 也从 130 dB 提高到 135 dB,在某些情况下甚至高达 140 dB。

不过,我们的研究表明,采用单振膜/双背板结构的传统 MEMS 麦克风比采用单振膜/单背板结构的麦克风对振动更敏感。信噪比为 65 dB 的单振膜/单背板结构 MEMS 麦克风与信噪比为 70 dB 的单振膜/双背板结构 MEMS 麦克风在有效信噪比方面基本没有差别。

抗振 MEMS 麦克风采用双差分机制来减轻振动对麦克风传感的影响,使其对机械振动不敏感。其有效信噪比通常比传统的 MEMS 麦克风高 10 到 15 分贝。此外,其有效 AOP 与在消声室中测量的标称 AOP 保持一致。相反,传统 MEMS 麦克风由于对振动敏感,其有效 AOP 可能与标称 AOP 相差 20 至 30 分贝。

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