模擬與數(shù)字
　　在選擇模擬或數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)時(shí)，決定取決于如何使用輸出信號(hào)以及將實(shí)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(gè)半導(dǎo)體芯片放入單個(gè)封裝中來制造的。第一個(gè)半導(dǎo)體芯片是 MEMS 薄膜，可將聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，而第二個(gè)芯片是放大器，有時(shí)包含 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。
　　模擬 MEMS 麥克風(fēng)的模擬輸出信號(hào)由麥克風(fēng)內(nèi)部的放大器驅(qū)動(dòng)，而數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)的輸出信號(hào)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(hào)電平。因此，如果將其連接到模擬信號(hào)處理放大器的輸入端會(huì)很方便。
　　同樣，當(dāng)信號(hào)應(yīng)用于 DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）或 MCU（微控制器單元）時(shí)，數(shù)字 MEMS 麥克風(fēng)的信號(hào)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?yàn)閿?shù)字輸出信號(hào)將比傳統(tǒng)模擬信號(hào)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(yùn)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(dú)一無二的，因?yàn)榉庋b中有一個(gè)孔，以便聲能到達(dá) 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(gè)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(hào)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(hào)鏈時(shí)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(shí)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(yùn)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(hào)鏈級的阻抗。麥克風(fēng)后面的低阻抗級會(huì)衰減信號(hào)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(hào)的峰值不會(huì)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(huì)交流耦合到以下放大器或轉(zhuǎn)換器電路。
　　請注意，此時(shí)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(huì)使信號(hào)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(diǎn)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(huì)將高通濾波器轉(zhuǎn)角置于 16Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它會(huì)影響麥克風(fēng)的響應(yīng)?！　∠聢D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(yùn)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(yùn)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(huì)對麥克風(fēng)輸出造成負(fù)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(huì)干擾MEMS麥克風(fēng)的輸入信號(hào)。
　　一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是選擇截止頻率至少比麥克風(fēng)的截止頻率低一個(gè)八度，除非尋求特定的高通特性?！　∨e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(huì)產(chǎn)生 40Hz 的高通濾波器 -3 dB 頻率。這遠(yuǎn)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(yùn)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(diǎn)）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(shí)的特定聲壓值。
　　當(dāng)聲音和干擾很大時(shí)，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。