模擬與數(shù)字
　　在選擇模擬或數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)時，決定取決于如何使用輸出信號以及將實施哪種類型的系統(tǒng)。
　　應(yīng)當(dāng)指出的是，MEMS 麥克風(fēng)通常是通過將兩個半導(dǎo)體芯片放入單個封裝中來制造的。第一個半導(dǎo)體芯片是 MEMS 薄膜，可將聲波轉(zhuǎn)換為電信號，而第二個芯片是放大器，有時包含 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。
　　模擬 MEMS 麥克風(fēng)的模擬輸出信號由麥克風(fēng)內(nèi)部的放大器驅(qū)動，而數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)的輸出信號采用 PDM（脈沖密度調(diào)制）或 I?S（內(nèi)部集成電路聲音）格式。
　　模擬 MEMS 麥克風(fēng)通常以相當(dāng)?shù)偷妮敵鲎杩钩尸F(xiàn)合理的信號電平。因此，如果將其連接到模擬信號處理放大器的輸入端會很方便。
　　同樣，當(dāng)信號應(yīng)用于 DSP（數(shù)字信號處理器）或 MCU（微控制器單元）時，數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)的信號輸出也很好。如果系統(tǒng)處于電噪聲環(huán)境中，這可能是有益的，因為數(shù)字輸出信號將比傳統(tǒng)模擬信號表現(xiàn)出更高的電噪聲抗擾度。　　接下來是該模塊的官方原理圖。然而，在我的模塊中，SMD 運算放大器芯片 (U2) 有不同的標(biāo)記 21BLW。

　　正如您已經(jīng)注意到的，MEMS 麥克風(fēng)封裝在半導(dǎo)體器件中是獨一無二的，因為封裝中有一個孔，以便聲能到達 MEMS 換能器元件。在封裝內(nèi)部，MEMS 麥克風(fēng)傳感器和模擬（或數(shù)字）ASIC 粘合在一起并安裝在公共層壓板上。然后將蓋子粘合在層壓板上以封裝 MEMS 傳感器和 ASIC。　　下面是 S150T421-011 模擬 MEMS 麥克風(fēng)的內(nèi)部框圖。

　　現(xiàn)在很明顯，MEMS 麥克風(fēng)的輸出并非直接來自 MEMS 換能器元件。這本質(zhì)上是一個具有極高輸出阻抗的可變電容器。
　　在 MEMS 麥克風(fēng)封裝內(nèi)部，來自換能器的信號被發(fā)送到前置放大器（主要用作阻抗轉(zhuǎn)換器），以便在麥克風(fēng)連接到音頻信號鏈時將輸出阻抗降低到更可用的值。麥克風(fēng)的輸出電路也在該前置放大器中實現(xiàn)，在模擬 MEMS 麥克風(fēng)中，該電路基本上是具有特定輸出阻抗的放大器。
　　模擬 MEMS 麥克風(fēng)的輸出阻抗通常為幾百歐姆，通常高于運算放大器通常具有的低輸出阻抗。因此，您需要了解緊隨 MEMS 麥克風(fēng)之后的信號鏈級的阻抗。麥克風(fēng)后面的低阻抗級會衰減信號電平。
　　此外，模擬 MEMS 麥克風(fēng)的輸出通常偏置在地電壓和電源電壓之間的直流電壓上。選擇該偏置電壓使得最大幅度輸出信號的峰值不會被電源電壓或接地電壓限制削波。這種直流偏置的存在還意味著麥克風(fēng)通常會交流耦合到以下放大器或轉(zhuǎn)換器電路。
　　請注意，此時需要選擇串聯(lián)電容器，以便與編解碼器或放大器的輸入阻抗形成的高通濾波器電路不會使信號的低頻滾降高于麥克風(fēng)的自然低頻滾降。
　　對于具有 100Hz 低頻3 dB 點的麥克風(fēng)和具有 10KΩ 輸入阻抗（均為常用值）的編解碼器或放大器，即使相對較小的 1μF 電容器也會將高通濾波器轉(zhuǎn)角置于 16Hz，遠遠超出了它會影響麥克風(fēng)的響應(yīng)。　　下圖顯示了此類電路的示例，其中模擬 MEMS 麥克風(fēng)以同相配置連接到運算放大器（Analog Devices 技術(shù)文章 MS-2472）。

　　該圖顯示了模擬 MEMS 麥克風(fēng)的反相運算放大器電路配置（InvenSense 應(yīng)用筆記 AN-1165）。這里，輸出端的極性與輸入端相反，增益為 G = -R2/R1。
　　在該電路中，輸入阻抗等于R1。該電阻器與 MEMS 麥克風(fēng)的輸出形成分壓器，因此需要選擇電阻器的值，??使其足夠高，不會對麥克風(fēng)輸出造成負載，但又不能太高，以免給電路增加不必要的噪聲。
　　另外，由于隔直電容C1與電阻R1一起構(gòu)成高通濾波器，因此C1的值應(yīng)選擇足夠大，以使濾波器不會干擾MEMS麥克風(fēng)的輸入信號。
　　一個好的經(jīng)驗法則是選擇截止頻率至少比麥克風(fēng)的截止頻率低一個八度，除非尋求特定的高通特性。　　舉例來說，如果 MEMS 麥克風(fēng)在 100Hz 處具有低頻角，則 2KΩ (R1) 和 2.2μF (C1) 會產(chǎn)生 40Hz 的高通濾波器 -3 dB 頻率。這遠低于 MEMS 麥克風(fēng)的轉(zhuǎn)角頻率。

　　不同供應(yīng)商提供了多種適合 MEMS 麥克風(fēng)前置放大器應(yīng)用的運算放大器。其中一些是TS321、LMV321、OPA345、AD797等。
　　順便說一句，AOP（聲學(xué)過載點）是描述麥克風(fēng)在高聲壓級下的失真特性的參數(shù)。 THD（總諧波失真）超過10%時的特定聲壓值。
　　當(dāng)聲音和干擾很大時，高 AOP 值可提高麥克風(fēng)的音質(zhì)。為了獲得高性能，MEMS 麥克風(fēng)需要 130 至 135 dBSPL（聲壓級分貝）的 AOP 值。