什么是 MEMS 麦克风的响应?

在音频工程中,传声器的 "响应 "决定了它将声音转换为电信号的准确程度。对于 MEMS(微机电系统)传声器而言,了解其响应特性(如频率响应、灵敏度、动态范围和瞬态行为)对于为应用匹配合适的设备至关重要。本文对每个关键参数进行了细分,并介绍了如何评估 MEMS 麦克风的性能。

1.频率响应

定义 频率响应曲线显示输出电平随输入声频(消费类音频通常为 20 Hz 至 20 kHz)的变化情况。

  • 平面响应: 该麦克风是精确录音的理想之选,能以相同的音量重现所有频率。
  • 量身定制的回应: 有些 MEMS 麦克风会增强或衰减低音或高音,以增强语音或抑制噪音。

查看数据表时,请查找显示 ±3 dB 或 ±1 dB 偏差点的曲线图,这表示可用带宽。

2.灵敏度和信噪比(SNR)

  • 灵敏度 衡量每单位声压(dB SPL)的电输出量(以 mV 或 dBV 为单位)。灵敏度越高,所需的放大器增益就越小。
  • 信噪比 (单位为 dB)将麦克风在参考声压级(通常为 94 dB)下的输出电平与其自身的本底噪声进行比较。更高的信噪比意味着在安静的环境中能捕捉到更清晰的声音。

小贴士 灵敏度为 -38 dBV,信噪比大于 60 dB 是智能手机和可穿戴设备等消费类设备的共同目标。

3.动态范围和声学过载点 (AOP)

  • 动态范围 = AOP - 噪音底限。
  • AOP 是传声器在不失真情况下可承受的最大声压级(例如 125 dB SPL)。
  • 使用案例: 对于高音量环境(音乐厅、机械设备),请选择 AOP ≥ 130 dB 且动态范围较宽的 MEMS 麦克风。

4.瞬态响应

瞬态响应 描述了麦克风振膜对声音突变(如打击声)的反应速度。MEMS 麦克风具有以下优点

  • 低质量隔膜 快速响应。
  • 铃声最小化 (过冲),使音符听起来自然。

制造商有时会提供脉冲响应图或上升时间规格。

5.选择合适的 MEMS 麦克风

无锡硅源科技有限公司我们的 数字 MEMS 麦克风系列 是根据优化的响应曲线设计的:

  • 宽广、平坦的频率响应 实现逼真的语音和乐器捕捉
  • 高灵敏度和信噪比 (最高 64 dB),用于低噪音录音
  • AOP 高达 130 分贝声压级 可应对嘈杂的环境而不会出现削波
  • 快速瞬态响应 实现准确的打击乐和语音细微差别

无论您是在开发智能扬声器、助听器还是工业传感器,选择具有正确响应特性的 MEMS 麦克风都能确保一流的性能。

更多阅读

  • 模拟器件 MEMS 麦克风基础知识 - 响应指标和设计技巧概述¹
  • TDK InvenSense MEMS 麦克风指南 - 频率和动态响应技术深度挖掘²

¹ https://www.analog.com/en/technical-articles/mems-microphone-fundamentals.html
² https://www.invensense.tdk.com/technology/mems-microphones/response-characteristics.html

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