Microphone MEMS
Guide technologique
Microphone MEMS : Guide complet d’introduction
Dans le monde numérique actuel, la technologie de capture audio joue un rôle essentiel au quotidien. Des smartphones aux enceintes connectées, en passant par les appareils auditifs et les systèmes audio automobiles, d'innombrables appareils intègrent des microphones. Cet article propose un panorama complet des microphones MEMS, une technologie qui a profondément transformé l'industrie audio.
La technologie des microphones MEMS a révolutionné la capture du son par nos appareils électroniques, offrant une combinaison exceptionnelle de miniaturisation, de performance et de fiabilité. Dans cet article, nous aborderons la nature des microphones MEMS, leur fonctionnement, les raisons de leur succès et leurs différences par rapport aux autres technologies de microphones.
MEMS vs ECM : Principales différences
Au cœur du microphone MEMS : de l’onde sonore au signal numérique
Un microphone MEMS fonctionne selon le principe de la variation de capacité. Les ondes sonores provoquent le déplacement d'une membrane flexible par rapport à une plaque arrière fixe, modifiant ainsi la distance entre elles et, par conséquent, la capacité.
Spécifications importantes
| Paramètre | Plage typique | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| SNR | 64-70 dB | Détermine la clarté de l'audio enregistré. Plus la valeur est élevée, plus le son est net à faible volume. |
| AOP | 120 – 135 dB SPL (à 10 % de distorsion harmonique totale) | Niveau de pression acoustique maximal avant écrêtage. Essentiel pour les environnements de proximité et à volume sonore élevé. |
| Sensibilité | Analogique : − 38 dBV Numérique : −26 dBFS | Niveau de sortie relatif au niveau de pression acoustique d'entrée. Influence l'adaptation du gain dans les réseaux multi-microphones. |
| Consommation actuelle | 80 – 800 µA | Impacte directement l'autonomie de la batterie dans les applications toujours actives comme les objets connectés. |
| Réponse en fréquence | 20 Hz – 20 kHz (non plate, dépendante de l'application) | Une réponse plate à ±3 dB près définit la bande passante utilisable pour la parole et la musique. |
| Type de sortie | Analogique / PDM / I²S | Détermine la compatibilité avec le processeur hôte et la complexité d'interface requise. |
| Orientation du port | Bas / Haut | Affecte la disposition des circuits imprimés, la conception de l'étanchéité acoustique et la faisabilité de l'indice de protection IP. |
Catalogue de produits
Si vous souhaitez connaître les spécifications électriques et mécaniques complètes de notre gamme de microphones MEMS, vous pouvez nous contacter dès maintenant.
Se faire toucherOù les microphones MEMS sont utilisés
De l'électronique grand public à la surveillance industrielle, chaque application exige une combinaison différente de rapport signal/bruit, d'AOP, de facteur de forme et de bilan énergétique.
Smartphones et tablettes
Réseaux multi-microphones pour la réduction du bruit et la formation de faisceaux. Un rapport signal/bruit élevé et une adaptation précise de la sensibilité sont essentiels.
En savoir plus →TWS et objets connectés
Miniaturisation extrême, consommation d'énergie ultra-faible et tolérance à la chaleur et à l'humidité corporelles. La taille de l'emballage est souvent un critère de choix déterminant.
En savoir plus →Haut-parleurs intelligents (champ lointain)
Réseaux circulaires multi-microphones à rapport signal/bruit élevé pour la détection du mot de réveil à une distance de 3 à 5 mètres dans des environnements bruyants.
En savoir plus →IoT et maison intelligente
Déclenchement vocal permanent à faible consommation. Les modes basse consommation et la rapidité de réveil sont essentiels.
En savoir plus →Surveillance industrielle
Large plage de températures, AOP élevé pour l'acoustique des machines et emballage robuste pour une résistance aux vibrations et à la contamination.
En savoir plus →Appareils médicaux et auditifs
Boîtiers miniatures à très faible bruit propre, à plage dynamique élevée et biocompatibles pour appareils auditifs et diagnostics.
En savoir plus →Ce qui définit réellement les performances des microphones MEMS
L'un des problèmes d'ingénierie système concerne la capture audio haute performance. Au sein d'un réseau étendu, le microphone est un élément crucial qui englobe l'acoustique du boîtier, la conception du circuit imprimé, le traitement du signal et le micrologiciel. Le choix du microphone adapté à l'application, en termes de rapport signal/bruit, n'est que le point de départ.
Introduction
Le microphone MEMS est un composant minuscule mais essentiel présent dans tous les assistants vocaux, écouteurs sans fil et enceintes intelligentes.
Étape 1
Déterminez le niveau minimal de rapport signal/bruit (SNR) dont vous pourriez avoir besoin pour votre application avant de comparer les fiches techniques.
Étape 2
Les microphones MEMS sont disponibles en version 2 ports et avec différents formats de sortie de signal.
Étape 3
Le rapport signal/bruit (SNR) est une mesure de la performance d'un microphone en faible bruit.
Conclusion
Choisir le bon fournisseur amplifie la valeur d'une telle structure.
Vous ne savez pas quelle spécification convient à votre conception ? Nos ingénieurs acousticiens peuvent analyser votre demande et vous recommander la pièce adaptée en 24 heures.
Contactez notre ingénieur acousticienFoire aux questions
Étant donné que les communications vocales standard comme les appels téléphoniques et les écouteurs d'entrée de gamme nécessitent un rapport signal/bruit de 62 à 65 dB, les applications de milieu de gamme comme la vidéoconférence et les enceintes intelligentes grand public viseront 65 à 68 dB, et les processus exigeants comme les écouteurs ANC de haute qualité, la commande vocale en voiture et les enceintes intelligentes à champ lointain nécessiteront 68 à 72 dB ou plus, chaque dB supplémentaire étant une amélioration par rapport à un autre.
Les microphones MEMS à mesure numérique peuvent générer un signal de tension continu à partir de leur signal numérique et le transmettre hors bande à un système externe. Ils offrent une faible latence et une chaîne de signal simple. Cependant, dans les formats compacts, la ligne de sortie analogique est sensible aux interférences électromagnétiques des composants RF et des régulateurs à découpage environnants. En revanche, les microphones numériques (PDM ou I2S) effectuent toute la conversion analogique-numérique en interne et certains génèrent du bruit.
Les microphones à port supérieur sont mis en contact avec le son sur la face supérieure du boîtier, et lorsque le circuit imprimé est orienté vers la source sonore, le trajet acoustique est donc court et direct, ce qui, en plus de garantir que la réponse en fréquence ne diminue pas, offre au concepteur la liberté de positionner l'entrée acoustique sur n'importe quelle face du circuit imprimé disponible, tandis que les microphones à port inférieur sont mis en contact avec un trou dans le circuit imprimé.
Oui, il est possible d'obtenir des performances étanches en utilisant un microphone doté d'une membrane hydrophobe intégrée qui bloque les liquides et laisse passer les ondes de pression acoustique et autres indices de protection IP57 ou IP58 au niveau des composants, et en adoptant une conception système entièrement étanche qui ferme l'interface entre le circuit imprimé et le boîtier, car la membrane seule ne détermine pas l'indice de protection IP final du produit résultant.