MEMS（微機電係統）傳chuan聲sheng器qi為wei在zai各ge類lei設she備bei中zhong添tian加jia高gao級ji通tong信xin和he監jian控kong功gong能neng擴kuo展zhan了le機ji會hui。目mu前qian家jia庭ting數shu字zi助zhu理li和he支zhi持chi語yu音yin的de導dao航hang設she備bei的de普pu及ji隻zhi是shi其qi中zhong幾ji個ge例li子zi，還hai有you更geng多duo跡ji象xiang證zheng明ming語yu音yin控kong製zhi電dian子zi產chan品pin開kai始shi了le巨ju大da增zeng長chang。鑒jian於yuMEMS技術已開始主導傳聲器領域的市場份額

，現在正是審視MEMS傳聲器電氣接口的現有類型和用法的好時機。 

 

MEMS傳聲器背景

MEMS傳聲器通常由兩個位於同一個封裝中的半導體芯片構造而成。第一個半導體芯片是一層將聲波轉換為電氣信號的MEMS膜
，而第二個芯片則是有時會包含模擬數字轉換器 (ADC) 的放大器。如果MEMS傳聲器不包括ADC，則用戶可獲得模擬輸出信號

；而如果包含了ADC

，則會出現數字輸出信號。

 

模擬MEMS傳聲器接口

帶有模擬輸出的MEMS傳(chuan)聲(sheng)器(qi)可(ke)輕(qing)鬆(song)連(lian)接(jie)主(zhu)機(ji)電(dian)路(lu)，如(ru)下(xia)圖(tu)中(zhong)所(suo)示(shi)。值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，傳(chuan)聲(sheng)器(qi)的(de)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)是(shi)由(you)傳(chuan)聲(sheng)器(qi)內(nei)部(bu)的(de)放(fang)大(da)器(qi)驅(qu)動(dong)的(de)。因(yin)此(ci)，這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)已(yi)經(jing)達(da)到(dao)合(he)理(li)的(de)信(xin)號(hao)級(ji)別(bie)
，具(ju)有(you)相(xiang)當(dang)低(di)的(de)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)。

 

采用了隔直電容(C1)，因此主機電路的直流輸入電壓無需匹配MEMS傳聲器的直流輸出電壓。由C1和R1組合創造的極點頻率必需設定得足夠低，才能讓預定的音頻頻率信號以合理的衰減程度傳遞到主機電路 [即對於20 Hz的最低音頻頻率範圍；1/(2*π*R1*C1) < 20 Hz]。

 

 

數字MEMS傳聲器接口

帶數字接口的MEMS傳聲器發出的輸出信號通常都會使用脈衝密度調製 (PDM)進行編碼。通過PDM將模擬信號電壓轉換為包含相應邏輯高電平信號密度的單比特位數字流。PDM的優點包括抗電氣幹擾
、比特容差和硬件接口簡單。

 

下圖顯示了帶有PDM輸出的單個數字傳聲器連接到主機電路的方式。將“指定”引腳連接到圖中的Vdd還是Gnd將決定數據是被判定為時鍾信號的上升側還是下降側。

 

 

下圖顯示了如何將兩個傳聲器連接到共用時鍾和數據線的主機電路。實現立體聲傳聲器時經常采用這種配置。

 

 

選擇模擬還是數字輸出

 

通常根據輸出信號的使用方式決定采用帶有模擬還是數字輸出信號的MEMS傳(chuan)聲(sheng)器(qi)。如(ru)果(guo)是(shi)連(lian)接(jie)到(dao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)，用(yong)於(yu)在(zai)主(zhu)機(ji)係(xi)統(tong)內(nei)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)處(chu)理(li)，則(ze)采(cai)用(yong)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)較(jiao)為(wei)方(fang)便(bian)。簡(jian)單(dan)的(de)揚(yang)聲(sheng)器(qi)或(huo)無(wu)線(xian)電(dian)通(tong)訊(xun)係(xi)統(tong)就(jiu)是(shi)一(yi)種(zhong)傳(chuan)統(tong)的(de)模(mo)擬(ni)應(ying)用(yong)。帶(dai)有(you)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)的(de)MEMS傳聲器因為不存在ADC，往往還具有比帶有數字輸出的傳聲器更低的功耗。

 

MEMS傳聲器發出的數字輸出信號用於數字電路時（通常是微控製器或數字信號處理器 (DSP) ），通tong常chang頗po具ju優you勢shi。如ru果guo傳chuan聲sheng器qi和he主zhu機ji電dian路lu之zhi間jian的de導dao體ti處chu於yu電dian噪zao聲sheng環huan境jing中zhong，則ze數shu字zi輸shu出chu信xin號hao也ye會hui體ti現xian優you勢shi，因yin為wei數shu字zi輸shu出chu信xin號hao會hui表biao現xian出chu比bi傳chuan統tong模mo擬ni信xin號hao更geng大da的de電dian噪zao聲sheng抗kang擾rao度du。

 

結論

MEMSchuanshengqijishuhaihuijixubaoliu，yinciwubiyaolejiegezhongkeyongpeizhi。tandaoxuanzemonihaishishuzishuchushi，zuizhongqujueyuruheshiyongshuchuxinhaoyijiyaozainazhongxitongzhongshixianta。xinghaoCUI提供了多種帶有模擬或數字(PDM)輸出的MEMS傳聲器
，可以幫助匹配您的具體設計要求。