如何利用MEMS麥克風(fēng)改善移動(dòng)設備聲學(xué)性能

廣泛的應用領(lǐng)域

考慮到硅基麥克風(fēng)的眾多優(yōu)勢和系統成本，硅基麥克風(fēng)對那些對尺寸、耐熱性、振動(dòng)和RF都有很高要求的中高端應用，將具有很大的吸引力，例如圖1所示的應用實(shí)例。

圖1：帶有額外30pF 電容進(jìn)行共模抑制的移動(dòng)電話(huà)應用示例

尺寸不僅指麥克風(fēng)器件的占位空間，還指那些能夠通過(guò)ASIC更高程度集成可省去的分立器件的尺寸。具有上述要求的應用包括：中高端移動(dòng)電話(huà)、數碼相機、PDA或游戲控制臺等。

A/D 轉換器可以很容易地集成在A(yíng)SIC中。通過(guò)給麥克風(fēng)配備數字接口，音頻信號就不會(huì )因為RF 噪聲的干擾而失真。這對移動(dòng)電話(huà)和筆記本電腦而言都是一個(gè)優(yōu)勢。

對于筆記本電腦而言，硅基麥克風(fēng)還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在VoIP日漸風(fēng)行的情況下，筆記本電腦可以當作電話(huà)來(lái)使用。采用麥克風(fēng)陣列軟件，可以對筆記本電腦附近或整個(gè)空間(如會(huì )議室)的方向敏感性進(jìn)行調節。但要計算來(lái)自一個(gè)陣列中不同麥克風(fēng)的延遲信號的聲音方向，則需要具有非常穩定性能的麥克風(fēng)，如MEMS麥克風(fēng)。

除消費應用和數據處理應用領(lǐng)域外，MEMS麥克風(fēng)對工業(yè)、醫療及汽車(chē)行業(yè)也有很大的吸引力，從機器監視、助聽(tīng)器到車(chē)載免提裝置等應用都有可能用到MEMS麥克風(fēng)。中高端應用的系統成本大致相同。但是，MEMS麥克風(fēng)還有很大的發(fā)展潛力?，F在也許就是了解這種全新技術(shù)的大好時(shí)機，以便將來(lái)從中受益。

技術(shù)展望

英飛凌推出新產(chǎn)品系列—硅基MEMS麥克風(fēng)，該產(chǎn)品系列中的第一款產(chǎn)品是SMM310—SMT模擬輸出單端麥克風(fēng)。半導體制造商具備制造該產(chǎn)品系列的核心能力。首先是MEMS設計和制造能力，其次是ASIC(專(zhuān)用集成電路)設計和制造能力，最后是大批量低成本封裝能力。迄今為止，聲頻公司一直占據著(zhù)幾乎整個(gè) MEMS麥克風(fēng)市場(chǎng)。聲頻公司必須依賴(lài)半導體代工廠(chǎng)提供相關(guān)技術(shù)并與他們分享利潤?，F在，像英飛凌這樣的半導體公司的進(jìn)入意味著(zhù)該市場(chǎng)擁有了新的選擇，并且降低了元件購買(mǎi)者的風(fēng)險。

尺寸的進(jìn)一步縮小將會(huì )受到制造過(guò)程中標準自動(dòng)化貼裝工具的限制，因為音頻端口不能采用真空工具進(jìn)行操作。其實(shí)限制主要來(lái)自MEMS尺寸本身，MEMS的尺寸不到當今普通麥克風(fēng)的一半。

ASIC 中將集成更多功能，A/D 轉換和數字輸出是第一步。此外，還可利用標準構件，如風(fēng)噪信號過(guò)濾構件。專(zhuān)用接口和信號預處理也將成為一個(gè)很大的應用領(lǐng)域。RF 屏蔽也將得到進(jìn)一步改進(jìn)。

在音頻方面，也會(huì )有很多變化。SMM310針對人聲進(jìn)行了優(yōu)化，但是在20Hz-20kHz的頻率范圍內，還有較高的聲學(xué)敏感性。很難預測何時(shí)會(huì )出現帶有集成式麥克風(fēng)并能記錄美妙立體聲的單片式錄像電話(huà)，但是，毫無(wú)疑問(wèn)我們正在朝著(zhù)這個(gè)方向發(fā)展。