隨著影音的產品發展，Audio已經是不可或缺一環，而電子產品對於麥克風需求日益漸增，以下將以Synnex代理的Knowles產品為各位簡介MEMS麥克風的優異性與技術說明。

 

1.MEMS麥克風的演進

隨著科技的進步與時間淬鍊，麥克風製程技術大躍進，傳統ECM麥克風開始演變成微機電電路的MEMS麥克風。半導體結構技術加上音訊前置放大器，讓製造商更能製造出效能特性緊密相配、具有溫度穩定性的 MEMS麥克風，這類產品相當適合用於多重麥克風陣列應用。而產線製造過程，MEMS麥克風能夠耐受迴流焊接溫度形態，大幅減少ECM需人力組裝的成本。

 

麥克風演進歷程

 

比較項目	MEM麥克風	ECM麥克風
元件尺寸	較小	較大
組裝方式	SMT自動組裝	人工組裝
操作溫度	耐溫高達260度	耐溫最高85度
防震抗撞	優	差

MEMS與ECM麥克風的差異性

 

2.硬體線路設計Hardware Design

數位麥克風通常會建議在Data/Clock源頭端添加Damping電阻做好阻抗匹配。一般Layout走線，線的寬度變化會引起阻抗變化，若未做好阻抗匹配將導致信號TX送至RX時，會有二次反射影響接收端信號，對信號產生影響。而完善的阻抗匹配將可避免overshoot/undershoot的產生。遇到重大問題需要解決時，Data/Clock上的Damping可以移除，將麥克風與系統端完全斷開，從兩側各自跳線測試功能，快速釐清問題來源。

 

Digital Mic.應用線路圖

 

數位麥克風是PDM數位訊號，訊號較於類比麥克風穩定，並不需要過多元件改善訊號。有些產品因麥克風走線較長，研發人員擔心訊號衰減，整段trace添加許多的濾波電容，而這些濾波電容將導致訊號波形變形，麥克風錄音訊號會變成noise，這樣的案例層出不窮，以notebook最為常見。

 

硬體線路設計

 

正常數位麥克風Clock波形是脈波，因線路添加過多濾波電容導致波形變形，依照變形程度進行麥克風錄音，會有不同程度的noise。

 

經過移除27pF及100pF的電容後，Clock波形將回歸正常，noise也會消失。

 

Clock波形差異

 

3.機構模擬Mechanical Simulation

產品的結構設計與麥克風收音品質形影不離，麥克風機構模擬是評估產品機殼收音孔至麥克風收音孔的聲音傳遞的能量狀態，進而判斷能量的共振頻率點對麥克風收音品質的影響。一般共振頻率落點越高頻段位置，代表產品結構較為穩固，不易受到機殼與喇叭腔體共振效應，導致元組件容易碰撞，進行錄音時形成多餘的雜聲。以下範例圖片說明4.7KHz Peak代表越小力道的腔體共振容易造成產品內部元組件碰撞形成noise，反之，10KHz可承受的力道就越大。

 

模擬相關資訊

 

科技產品演進，對於聲學的定義規範逐漸嚴苛，若是前期機構設計良好，可以減少演算法調整時間，並達到更好的麥克風陣列應用。面對這些嚴苛的要素往往都會需要專業人員幫忙，Knowles便可協助模擬及給予修改建議，讓產品更加容易達到各種規範。

 

 

4.產品應用選型

科技產品豐富多元，而Synnex代理的Knowles麥克風針對不同應用的產品，都有對應的麥克風可以達到需求，下表為各類型產品常見的Knowles用料。

 

Product Application	Specification Options	Mic Model
NB/AIO	SNR	SPK0838HT4H-1
IP Cam/Dash Cam/Web Cam	SNR	SPK0838HT4H-1 SPH0655LM4H-1
Smart Speaker	High AOP/High SNR	SPH0655LM4H-1 SPH0690LM4H-1
TWS/Earphone	Small Size/LFRO	SPV1142LR5H-1
Wearable	Small Size/SNR	SPW0690LM4H-1 SPH0655LM4H-1

 

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