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Comparación de MEMS y micrófonos de condensador electret – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. Te escribe Jordi Oriol y esta vez te voy a contar sobre Comparación de MEMS y micrófonos de condensador electret – Calendae

Conceptos básicos de los micrófonos MEMS

Los micrófonos MEMS están construidos con un componente de sistema microelectromecánico (MEMS) colocado en una placa de circuito impreso (PCB) y protegido con una cubierta mecánica. Se fabrica un pequeño orificio en la carcasa para permitir el ingreso de sonido al micrófono y se designa como el puerto superior si el orificio está en la cubierta superior o el puerto inferior si el orificio está en la PCB. El componente MEMS a menudo se diseña con un diafragma mecánico y una estructura de montaje creada en un molde semiconductor.

Construcción típica de micrófono MEMS

El diafragma MEMS forma un condensador y las ondas de presión sonora hacen que el diafragma se mueva. Los micrófonos MEMS normalmente contienen una segunda matriz semiconductora que funciona como un preamplificador de audio, convirtiendo la capacitancia variable del MEMS en una señal eléctrica. La salida del preamplificador de audio se proporciona al usuario si se desea una señal de salida analógica. Si se desea una señal de salida digital, se incluye un convertidor de analógico a digital (ADC) en el mismo dado que el preamplificador de audio. Un formato común utilizado para la codificación digital en micrófonos MEMS es Pulse Density Modulation (PDM), que permite la comunicación con un solo reloj y una sola línea de datos. La decodificación de la señal digital en el receptor se simplifica gracias a la codificación de un solo bit de los datos.

Izquierda: diagrama de aplicación de micrófono MEMS analógico Derecha: diagrama de aplicación de micrófono MEMS digital

Conceptos básicos de los micrófonos de condensador electret

Micrófonos de condensador electret (ECM) están construidos como se muestra en la figura siguiente.

Construcción típica del micrófono de condensador electret

Un diafragma de electreto (material con una carga de superficie fija) está espaciado cerca de una placa conductora y, de manera similar a los micrófonos MEMS, se forma un condensador con el espacio de aire como dieléctrico. El voltaje a través del capacitor varía a medida que varía el valor de capacitancia debido a las ondas de presión sonora que mueven el diafragma electret, ΔV = Q / ΔC. Las variaciones de voltaje del capacitor se amplifican y amortiguan mediante un JFET interno a la carcasa del micrófono. El JFET se configura típicamente en una configuración de fuente común, mientras que una resistencia de carga externa y un capacitor de bloqueo de CC se utilizan en el circuito de aplicación externo.

Por Bruce Rose, ingeniero principal de aplicaciones, CUI @ www.cui.com

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