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精密声级计杭州爱华 精密声级计使用的是什么传声器( 二 )

睿知经验知识


MEMS麦克风通常在10kHz至20kHz范围内具有尖锐的谐振 。需要对此谐振进行校正，以使声级计的频率响应落在适当标准的限制线之内 。
基于MEMS的声级计设计与应用
设计和制造有效的声级计需要克服上述缺点，最重要的因素是确保频率响应相对于指定的理论加权响应（dB-A、dB-C或dB-Z）是平坦的 。MEMS麦克风的高频谐振和阻尼因个体而异，因此，精确测量谐振并优化校正滤波器以平坦响应是非常重要的 。在生产过程中，Convergence Instruments使用自适应滤波器技术来识别和优化每个加权因子的校正滤波器 。
图3：未校正的MEMS麦克风响应误差，相对于理论dB-C响应
这一过程完全自动化，每台仪器耗时30秒 。图3、4和5显示了未经校正的麦克风以及经过校正滤波后的麦克风相对于理论dB-C响应的误差 。有两种 *** 可用于响应校正 。
*** 1：作为标准规范，要求响应在20Hz至10kHz之间保持平坦 。高于10kHz时，它必须精确遵循IEC61672-2002 I型的两条限制线之间的中心点 。这为达到该标准提供了最佳余量（见图4） 。

精密声级计杭州爱华 精密声级计使用的是什么传声器

文章插图
图4：校正dB-C加权因子后的响应误差（ *** 1）
*** 2：作为特殊要求，Convergence Instruments还可以将响应平坦到20kHz（见图5） 。
图5：校正dB-C加权因子后的响应误差（ *** 2）
使用ePTFE膜可以对抗灰尘，这种膜的孔隙率极小，可以阻止任何灰尘甚至液体进入麦克风腔 。用于MEMS麦克风的最佳ePTFE膜具有约1db的衰减，且具有轻微的频率依赖性，因此，在将膜放置于麦克风之后进行频率响应校正时，须将其频率依赖性考虑在内 。
由于静态或动态超压而导致的MEMS麦克风损坏无法抵消，该漏洞也须引起注意 。MEMS麦克风在硅结构中设计有均压孔，但在低频段，均压时间常数较长，这意味着压力的快速变化会损坏麦克风 。导致超压的典型情况是将麦克风插入校准器 。160dB-SPL的绝对最大压力极限意味着仅为0.02个大气压 。通过将麦克风插入校准器就可以达到绝对最大压力极限，因此，必须尽可能缓慢地将麦克风插入校准器（或从校准器中取出），以使麦克风最大限度平衡压力，避免损坏 。还需注意的是，MEMS麦克风不是测量高压声脉冲（如爆炸或枪声）的最佳选择 。在此类应用中，必须确保测量位置的峰值压力未达到绝对最大压力水平 。
结论
由于MEMS麦克风是为消费市场设计和制造的，因此它们能够以低成本获取高品质的信号 。MEMS制造技术可确保每个麦克风的参数高度一致，它们在时间和温度上都非常稳定 。MEMS麦克风的高频谐振必须被精确抵消，才能获得足够精确的频谱灵敏度，满足I型声级计的要求，这需要先进的信号处理技术 。然而，考虑到当今处理器的强大计算能力，这并不会显著增加仪器成本 。
鉴于消费电子市场对MEMS麦克风的要求越来越高，MEMS麦克风提供的信号质量正在不断提高 。Convergence Instruments预计，在可预见的未来，MEMS麦克风在声音测量方面的应用将持续增长 。
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