飛兆數字麥克風(fēng)技術(shù)提升移動(dòng)用戶(hù)體驗

　　摘要

　　隨著(zhù)麥克風(fēng)技術(shù)和小信號模數轉換(A/D)集成電路的進(jìn)步，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)現在已經(jīng)能夠提供數字音頻輸出，這就為麥克風(fēng)這類(lèi)產(chǎn)品的應用開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。多年來(lái)，制造商一直都在致力于提高ECM的性能，比如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性和A/D轉換器性能。如今，不僅A/D轉換器IC有了相當大的進(jìn)步，能實(shí)現高性能數字麥克風(fēng)，而且現在麥克風(fēng)可采用MEMS技術(shù)制作，這兩方面的發(fā)展成果也在融合當中。本文將介紹現代移動(dòng)麥克風(fēng)的一些關(guān)鍵市場(chǎng)及技術(shù)發(fā)展前景。

　　1. 背景

　　隨著(zhù)麥克風(fēng)技術(shù)和小信號A/D集成電路的進(jìn)步，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)現在已經(jīng)能夠提供數字音頻輸出，這就為手機、平板電腦和PC等領(lǐng)域的麥克風(fēng)應用，比如回聲消除、風(fēng)噪聲過(guò)濾及其它先進(jìn)的音頻處理，開(kāi)辟了一塊新的疆土。數字麥克風(fēng)具有更強的抗拾音噪聲能力，而由于系統在緊湊空間里整合了大量的噪聲源，如蜂窩無(wú)線(xiàn)電IC、藍牙和WiFi IC、超快速應用處理器及其它眾多器件，這一點(diǎn)顯得越來(lái)越重要。

　　多年來(lái)，制造商一直在努力提高ECM的性能，如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性能和A/D轉換器性能。不僅A/D轉換器IC有了相當大的進(jìn)步，能實(shí)現高性能數字麥克風(fēng)，而且現在麥克風(fēng)可采用MEMS技術(shù)制作，這兩方面的發(fā)展成果也在融合當中。

　　2. 市場(chǎng)狀況

　　ECM 及 MEMS A / D轉換器正在嶄露頭角，挑戰傳統的結型場(chǎng)效應晶體管(JFET)過(guò)去數十年間在麥克風(fēng)領(lǐng)域的霸主地位?，F在，以具成本效益的價(jià)格就能獲得數字音頻輸出麥克風(fēng)，這就讓麥克風(fēng)能夠設計在手機、平板電腦或PC中的任何位置，而不像模擬輸出麥克風(fēng)那樣受到限制。

　　MEMS麥克風(fēng)使用了一層硅隔膜，而這種硅隔膜是通過(guò)微機電技術(shù)在半導體上蝕刻壓力感測膜片而制成。

　　MEMS的優(yōu)勢(相比ECM)

　　固有平坦的溫度系數(無(wú)需溫度補償)
　　更易于裝配
　　回流焊接的耐熱性更好(性能不因熱應力而改變)

　　MEMS的缺點(diǎn)(相比ECM)

　　帶寬較窄
　　MEMS隔膜比較脆弱
　　成本稍高(目前暫時(shí))

　　麥克風(fēng)的市場(chǎng)規模大大超過(guò)了采用它們的設備的量，原因很簡(jiǎn)單，即先進(jìn)音頻處理功能，如三維環(huán)繞聲、回聲消除和噪聲消除等，需要的麥克風(fēng)不止一個(gè)。這種倍增效應推動(dòng)了麥克風(fēng)市場(chǎng)所有領(lǐng)域的增長(cháng)。數字ECM領(lǐng)域現在已開(kāi)始增長(cháng)，其后是數字MEMS領(lǐng)域，預計到2014年數量將超過(guò)8.5億個(gè)?！　?/p>

圖1 麥克風(fēng)市場(chǎng)規模

　　飛兆半導體作為模擬IC產(chǎn)品的領(lǐng)導廠(chǎng)商，為適應這一數字化趨勢，正在積極利用ECM麥克風(fēng)中的第四階Σ- Δ(sigma-delta)技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)高性能前置放大器+A/D麥克風(fēng)IC。