I microfoni miniaturizzati sono il tipo di microfono più prodotto a livello globale, suddivisi principalmente in microfoni a elettrete e microfoni MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems). Questi microfoni sono componenti integrali di dispositivi di uso quotidiano, dai telefoni cellulari ai computer, fino alle cuffie Bluetooth. Questo articolo esplora i principi operativi e le applicazioni di questi due tipi di microfoni miniaturizzati.
Microfoni a elettrete
I microfoni a elettrete, noti anche come microfoni a condensatore a elettrete (ECM), utilizzano un materiale dielettrico chiamato elettrete, che trasporta intrinsecamente una carica. Questa carica intrinseca forma un condensatore con il diaframma, fornendo di fatto la propria tensione di polarizzazione.
I microfoni a elettrete richiedono un FET (transistor a effetto di campo) per convertire l'impedenza. Non necessitano di una tensione di polarizzazione esterna, semplificando la progettazione del circuito, che in genere richiede solo l'alimentazione del FET. Molti microfoni a elettrete integrano il FET direttamente nella capsula microfonica, lasciando esposti solo due terminali di connessione. Grazie ai progressi della tecnologia di produzione, i microfoni a elettrete sono diventati molto piccoli: alcuni hanno un diametro di soli 3 mm. Inoltre, per resistere alle saldature a riflusso ad alta temperatura per l'assemblaggio di PCB, sono state sviluppate versioni SMD (Surface-Mount Device) dei microfoni a elettrete.
Vantaggi e applicazioni:
- Struttura semplice: Non è necessaria una tensione di polarizzazione esterna, con conseguente semplificazione dei circuiti.
- Dimensioni compatte: Ideale per microfoni lavalier e cuffie.
- Ampia applicazione: Ampiamente utilizzato negli studi di registrazione, nelle performance musicali dal vivo e nelle registrazioni nelle sale da concerto.
- Avanzamenti: I continui miglioramenti nella tecnologia di produzione hanno migliorato notevolmente le prestazioni e la qualità dei microfoni a elettrete.
Microfoni MEMS
I microfoni MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), noti anche come microfoni al silicio, sono più piccoli e sono ampiamente utilizzati nei moderni smartphone, computer e in varie applicazioni.
Un tipico microfono MEMS progettato per l'acquisizione audio comprende un chip ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) e un sensore di pressione, entrambi alloggiati in un guscio resistente. Le onde sonore entrano attraverso un'apertura e interagiscono con il diaframma e la base, formando una camera. Il chip ASIC è specificamente progettato e confezionato per essere parte integrante del sistema microfonico MEMS, controllando la tensione di polarizzazione del sensore di pressione e misurando le variazioni di capacità per generare segnali di uscita.
Principio di funzionamento e design:
- Progettazione integrata: Incorpora un chip ASIC e un sensore di pressione in un robusto involucro.
- Elaborazione efficiente del segnale: Il chip ASIC gestisce la tensione di polarizzazione del sensore di pressione ed elabora i segnali misurando le variazioni di capacità. Integra l'ADC e gli I/O di controllo, emettendo direttamente audio digitale PDM a 1 bit.
Conclusione
I continui progressi nella tecnologia dei microfoni in miniatura ne hanno ampliato le applicazioni in diversi dispositivi. I microfoni a elettrete e i microfoni MEMS, che rappresentano l'avanguardia della tecnologia dei microfoni in miniatura, svolgono un ruolo indispensabile in diversi settori. In qualità di fornitori di componenti microfonici, ci impegniamo a fornire prodotti di alta qualità che soddisfino le diverse esigenze applicative.
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