2 o# C3 |) e7 Z: l/ }$ ~数字 MEMS(MicroElectroMechanical System 微型机电系统)麦克风在各类消费设备,机动车辆和工业应用中广泛使用。一支 MEMS 麦克风的声学传感器和数模转换器集成在一块硅片上。只占用 PCB(印刷电路板)上很小的空间,让麦克风可以和信号处理器直接相连。 & N/ z0 f" K' W+ U6 l; B9 T- y ; Z. C- G+ V v, y# n) W! J' ^4 a# v% F. }8 Y
六支 MEMS 麦克风组成的阵列 : r8 N- p, |- p' v1 k1 B; _ R& J l' b8 l6 [7 `! L& c
由于语音识别类应用的高速增长,数字 MEMS 麦克风通常以阵列的形式出现。为了确保完美无瑕的运行,麦克风的绝对技术指标,以及更重要的,阵列中所有麦克风相互协同的性能都必须严格测试。9 B2 } r0 t0 j- a9 z2 ^8 \
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数字 MEMS 麦克风特性 8 ]: \" u6 l; I5 D& S( o k. s3 i& D/ Q' Z6 g
主流 MEMS 麦克风输出 1/2 周期的 PDM(脉冲密度调制)数字信号。麦克风需要一个时钟输入(CLK),并通过 DATA 接口输出数据。此外,两支麦克风共用一条数据线。因此,它们分别配置为“左(L)”或“右(R)”麦克风。只需将 L/R 输入接 Vdd 或地即可实现。MEMS 麦克风供电大多为 1.8 V 或 3.3 V。 0 Q0 _+ h, ^7 A4 v. }2 ?8 h* z% \, ?5 o& `6 I- U
实际运行时,“左”麦克风会在时钟信号的每个上升沿写下一个字节,“右”麦克风则在下降沿。当一支麦克风写数据时,另一支麦克风会将数据输出端置于高阻抗模式。在接收信号的信号处理器中(DSP),左右两个信号再被一起灌入两个信号流中。 / M8 G1 w1 ?, V/ k# L' | 2 L( ?6 I4 f: | % p8 Y8 C2 f* h* j两支数字 MEMS 麦克风工作示意 9 f0 q |6 ~0 r! g" g: z) t: \0 I2 @8 X5 l
如果两支麦克风中的一支没有安装或丢失了呢? $ Q% D4 \$ h1 y& A& b
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只有一支 MEMS 麦克风正常工作示意 * |8 k+ M) w+ K M& b' V u7 L5 E
示例中,右麦克风丢失,因此只剩左麦克风在写入数据。在信号下降沿,左麦克风将其数据端口置于高阻抗状态。数据链仍保持之前的状态,这样,对于数据接收端的 DSP 来说,右麦克风传来的信号和左麦克风完全相同。两条数据流是一样的!测试系统必须能识别这一问题,测试电路板上的 MEMS 麦克风阵列时,检测麦克风丢失是最基本的。5 G9 T. h' f p4 b6 c4 h1 `5 z
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控制数字 MEMS 麦克风的时钟频率从几百 kHz 到 3 MHz 不等。频率越低,功率越小,音质也更差。! p% v- |: X T$ q' @- H% h' B
! W7 a; z n# ?3 o' Y: I为了确保数字信号的完整,数字 MEMS 麦克风和音频测试系统间的距离越短越好。这类麦克风不适合连接过长且电容过高的缆线。6 t8 `7 Z3 G5 \! i R
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测什么?+ m- \, {5 b( q3 Z: P0 | L