Die Entwicklung von Audiogeräten geht weiter in Richtung Miniaturisierung, hohe Leistung und Zuverlässigkeit, MEMS-Mikrofone (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme) haben sich zu einer Standardlösung für die Tonaufnahme entwickelt. Im Vergleich zu herkömmlichen Elektret-Kondensatormikrofonen (ECMs) bieten MEMS-Mikrofone Bessere Konsistenz, geringere Fehlerquote, hervorragende EMI-Beständigkeit und geringer Stromverbrauch. MEMS-Mikrofone werden hauptsächlich in folgende Kategorien eingeteilt Analog Und Digital Typen.
Was ist ein analoges MEMS-Mikrofon?
Ausgang für analoge MEMS-Mikrofone analoge Signale. Intern bestehen sie aus einem MEMS-Wandler und einem Vorverstärker. Der Verstärker verstärkt das Signal und sorgt für die Impedanzanpassung, aber die weitere Signalverarbeitung muss extern erfolgen.
Wesentliche Merkmale:
- Ausgänge für analoge Spannungssignale
- Einfache und kompakte Verpackung
- Weniger Anschlussstifte (normalerweise 3)
- Kostengünstige Lösung
Ideale Anwendungen:
- Mobile Geräte (Kopfhörer, Smartphones)
- Unterhaltungselektronik
- Kompakte oder platzbeschränkte Systeme
- Kostensensible Projekte
Was ist ein digitales MEMS-Mikrofon?
Digitale MEMS-Mikrofone enthalten einen integrierten Analog-Digital-Wandler (ADC) und digitale Signale ausgeben, wie z. B. PDM oder I²S. Das digitale Signal kann ohne analoge Front-End-Schaltungen direkt an MCUs oder DSPs angeschlossen werden.
Wesentliche Merkmale:
- Hohe Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen (EMI)
- Vereinfachte Systemarchitektur
- Unterstützt digitale Schnittstellen (PDM, I²S)
- Energiesparmodus und Ruhezustand verfügbar
Ideale Anwendungen:
- Intelligente Spracherkennungssysteme (intelligente Lautsprecher, Sprachassistenten)
- Drahtlose Kommunikationsgeräte (Bluetooth-Headsets)
- Industrielle/medizinische Audioüberwachung
- Multi-Mikrofon-Array-Design
Analoge vs. digitale MEMS-Mikrofonstruktur
| Merkmal | Analoges MEMS-Mikrofon | Digitales MEMS-Mikrofon |
|---|---|---|
| Ausgangstyp | Analogsignal | Digitales Signal (PDM / I²S) |
| EMI-Widerstand | Mäßig | Stark |
| Anzahl der Stifte | Weniger (normalerweise 3) | Mehr (normalerweise 5+) |
| Integrationsstufe | Erfordert externen ADC | Eingebauter ADC |
| Energieverwaltung | Standard | Stromsparende Modi verfügbar |
| Größe | Mehr kompakt | Geringfügig größer |
| Entwurfskomplexität | Erfordert den Entwurf analoger Schaltungen | Leichtere Integration in digitale Systeme |
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