模擬mic和數(shù)字mic
模擬mic和數(shù)字mic
mic結(jié)構(gòu):
模擬mic通常是由振膜,背極板,結(jié)型場效應(yīng)管 (JFET)和屏蔽外殼組成。振膜是涂有金屬的薄膜。背極板由駐極體材料做成,經(jīng)過高壓極化以后帶有電荷,兩者形成平板 電容 。當(dāng)聲音引起振膜振動,使兩者距離產(chǎn)生變化,從而引起電壓的變化,完成聲電轉(zhuǎn)換。 利用結(jié)型場效應(yīng)管用來阻抗變換和放大信號,有些高靈敏度mic采用運(yùn)放來提高mic靈敏度。
數(shù)字mic通常是由振膜,背極板,數(shù)字mic芯片和屏蔽外殼組成,數(shù)字mic芯片主要由緩沖級,放大級,低通濾波器 ,抗模數(shù)轉(zhuǎn)換組成。
緩沖級完成阻抗變換, 放大級放大信號, 低通 濾波 濾除高頻信號, 防止模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生混疊,模數(shù)轉(zhuǎn)換將放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖密度調(diào)制(PDM) 信號,通常采用過采樣的1 位Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換。
模擬mic主要由硅麥 傳感器,充電泵,緩沖放大器 ,屏蔽外殼組成。
傳感器由半導(dǎo)體工藝制成的振膜,背極板和支架構(gòu)成,通過充電泵給背極板加上適當(dāng)?shù)臉O化偏壓。緩沖放大器完成阻抗變換,放大信號。硅麥 數(shù)字mic主要由硅麥 傳感器,充電泵,數(shù)字mic芯片和屏蔽外殼組成 。
為了提高mic抗干擾能力,mic內(nèi)部電源和地之間都增加了小的濾波電容。
mic偏置電路:通過手機(jī)中mic電路的典型應(yīng)用,比較一下硅麥 模擬mic,硅麥 模擬mic和數(shù)字mic的差異。 為 硅麥 模擬mic的偏置電路。為了減小干擾,手機(jī)中的mic電路采用差分輸出。
各種類型mic比較: 硅麥 模擬mic, 硅麥 數(shù)字mic, 硅麥 模擬mic和 硅麥 數(shù)字mic的性能指標(biāo)和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
脈沖密度調(diào)制 (PDM) 信號和數(shù)字mic接口:模擬信號轉(zhuǎn)換成PCM 信號, 根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則, 通常必須用大于2 倍的固定采樣頻率對模擬信號采樣。模數(shù)裝換,每個(gè)采樣點(diǎn)可以用多位比特的數(shù)據(jù)表示。
比特?cái)?shù)越多,采樣精度越高, 失真越小, 但是 電路 會復(fù)雜, 成本很高, 不適合低成本數(shù)字mic應(yīng)用。
數(shù)字mic通常是采用1 位δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器,對模擬信號進(jìn)行過采樣(只能用于帶寬有限的信號,不適合寬頻信號,例如視頻信號),采樣率由外部時(shí)鐘提供。過采樣可使量化噪聲遠(yuǎn)離被采樣的音頻信號。離信號主頻越近,噪聲幅度越小。同時(shí)對抗混疊濾波器 的要求大大降低,可以到達(dá)很高的精度。
數(shù)字mic通常由5 個(gè)引腳,分別是電源(VDD ),地( GND ),時(shí)鐘( CLK),數(shù)據(jù)( DAT )和通道選擇( L/R )。數(shù)字mic接口芯片需要提供mic電源(需要和系統(tǒng)電平匹配)和外部時(shí)鐘信號(1.024 ~3.074MHz) ,數(shù)字mic在獲取時(shí)鐘信號后,從省電狀態(tài)轉(zhuǎn)到正常工作狀態(tài)。拾取聲音信號過采樣轉(zhuǎn)換成脈沖密度調(diào)制(PDM )的數(shù)據(jù)流(信號幅度變化越劇烈,脈沖密度越密)送給處理芯片,芯片內(nèi)部的抽取濾波器 (Decimator )下采樣(Down sampl)并低通 濾波 ,將高頻低位流的信號轉(zhuǎn)換成低頻高位流的PCM 信號,同時(shí)濾除量化 噪聲 。PDM 接口可以掛接兩個(gè)數(shù)字麥克,共享時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線,通過通道選擇(L/R )選擇時(shí)鐘高和低時(shí)是哪個(gè)通道的mic。