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详解模拟和数字MEMS麦克风设计区别

模拟和数字麦克风输出信号在设计中显然有不同的考虑因素。本文要讨论将模拟和数字MEMS麦克风集成进系统设计时的差别和需要考虑的因素。

  模拟和数字麦克风输出信号在设计中显然有不同的考虑因素。本文要讨论将模拟和数字MEMS麦克风集成进系统设计时的差别和需要考虑的因素。

  MEMS麦克风内部细节

  MEMS麦克风输出并不是直接来自MEMS换能单元。换能器实质上是一个可变电容,并且具有特别高的兆欧级输出阻抗。

  在麦克风封装中,换能器信号先被送往前置放大器,而这个放大器的首要功能是阻抗变换,当麦克风接进音频信号链时将输出阻抗降低到更合适的值。麦克风的输出电路也是在这个前置放大电路中实现的。

  对于模拟MEMS麦克风来说,图1所示的这种电路基本上是一个具有特殊输出阻抗的放大器。在数字MEMS麦克风中,这个放大器与模数转换器(ADC)集成在一起,以脉冲密度调制(PDM)或I2S格式提供数字输出。

详解模拟和数字MEMS麦克风设计区别

  图1:典型的模拟MEMS麦克风框图。

  图2是PDM输出MEMS麦克风的功能框图,图3是典型的I2S输出数字麦克风。I2S麦克风包含PDM麦克风中的所有数字电路,还包含抽取滤波器和串口。

详解模拟和数字MEMS麦克风设计区别

图2:典型的PDMMEMS麦克风框图

详解模拟和数字MEMS麦克风设计区别

图3:典型的I2SMEMS麦克风框图

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