Tìm hiểu về hệ thống vi cơ điện tử MEMS trong thiết bị âm thanh

Hệ thống vi cơ điện tử ( MEMS ), còn được viết là hệ thống cơ điện tử vi mô (hoặc hệ thống vi cơ điện tử và vi cơ điện tử) và các hệ thống vi cơ điện tử liên quan tạo thành công nghệ của các thiết bị cực nhỏ, đặc biệt là những thiết bị có bộ phận chuyển động. Chúng hợp nhất ở kích thước nano thành các hệ thống cơ điện tử nano (NEMS) và công nghệ nano . MEMS còn được gọi là vi cơ ở Nhật Bản và công nghệ vi hệ thống ( MST ) ở Châu Âu.

Sự phổ biến hiện nay của trợ lý kỹ thuật số gia đình và thiết bị định vị hỗ trợ giọng nói chỉ là một vài ví dụ hứa hẹn sẽ khởi đầu cho sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực điện tử điều khiển bằng giọng nói. Khi công nghệ MEMS đang bắt đầu chiếm lĩnh thị phần trong không gian micrô, đây là thời điểm thích hợp để kiểm tra các loại giao diện điện micrô MEMS hiện có và cách làm việc với chúng.

Micrô MEMS thường được cấu tạo bằng cách đặt hai chip bán dẫn vào một gói duy nhất. Chip bán dẫn đầu tiên là màng MEMS có chức năng chuyển đổi sóng âm thanh thành tín hiệu điện, trong khi chip thứ hai là bộ khuếch đại đôi khi chứa bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số (ADC). Một tín hiệu đầu ra tương tự được cung cấp cho người dùng nếu ADC không được bao gồm trong micrô MEMS và tín hiệu đầu ra kỹ thuật số có sẵn nếu ADC được bao gồm.

Mạch điện trong hệ thống micrô MEMS analog

Micrô MEMS với đầu ra analog đơn giản với mạch chủ, như thể hiện trong hình bên dưới. Cần lưu ý rằng tín hiệu đầu ra của micrô được điều khiển bởi bộ khuếch đại bên trong micrô. Do đó, nó đã ở mức tín hiệu hợp lý với trở kháng đầu ra khá thấp.

Tụ điện chặn một chiều (C1) được sử dụng nên điện áp đầu vào một chiều của mạch chủ không cần phải khớp với điện áp đầu ra một chiều của micrô MEMS. Tần số cực được tạo ra bởi sự kết hợp của C1 và R1 cần được đặt đủ thấp để tín hiệu tần số âm thanh mong muốn được truyền đến mạch chủ với mức suy giảm chấp nhận được [tức là đối với dải tần âm thanh tối thiểu là 20 Hz; 1 / (2 * π * R1 * C1) <20 Hz].

Mạch điện trong micrô MEMS kỹ thuật số

Tín hiệu đầu ra từ micrô MEMS có giao diện kỹ thuật số thường được mã hóa bằng điều chế mật độ xung (PDM) hoặc I²S. Với PDM, điện áp tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành một dòng kỹ thuật số bit đơn có chứa mật độ tín hiệu logic-cao tương ứng. Một số ưu điểm của PDM bao gồm khả năng chống nhiễu điện, khả năng chịu lỗi bit và giao diện phần cứng đơn giản.

Hình dưới đây cho thấy cách một micrô kỹ thuật số duy nhất có đầu ra PDM có thể được kết nối với mạch chủ.

Sơ đồ dưới đây cho thấy cách hai micrô có thể được kết nối với mạch chủ bằng cách sử dụng đồng hồ và đường dữ liệu được chia sẻ. Cấu hình này thường được sử dụng khi triển khai micrô âm thanh nổi.

Hai micrô PDM MEMS kỹ thuật số có thể kết nối bằng cách sử dụng cùng đồng hồ và đường dữ liệu

Cung cấp các lợi ích hệ thống tương tự như đầu ra PDM, micrô MEMS đầu ra I²S chứa bộ lọc phân rã bên trong cho phép micrô tạo ra tốc độ mẫu âm thanh chuẩn để giao tiếp và xử lý đơn giản hơn. Vì quá trình phân rã này xảy ra bên trong, micrô I²S MEMS kỹ thuật số có thể kết nối trực tiếp với bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) hoặc bộ điều khiển khác, loại bỏ nhu cầu ADC hoặc codec để xử lý dữ liệu đầu ra. Điều này có thể giảm chi phí thiết kế hệ thống và dẫn đến tiết kiệm không gian trong ứng dụng cuối cùng. Như với micrô PDM MEMS kỹ thuật số được hiển thị trong hình trên, hai micrô I²S MEMS kỹ thuật số cũng có thể được kết nối bằng đường dữ liệu chung, nhưng chúng yêu cầu hai tín hiệu đồng hồ thay vì một cũng như đồng hồ từ và đồng hồ bit.

Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội(chợ trời)
Điện thoại : 02439784346

 

 

 

Bài viết được đề xuất