Что такое INMP441. Каковы основные характеристики INMP441. Как подключить и использовать INMP441. Какие преимущества у INMP441 по сравнению с аналоговыми микрофонами. Для каких применений подходит INMP441.
Что такое INMP441 и его основные особенности
INMP441 — это высокопроизводительный цифровой MEMS-микрофон с интерфейсом I2S от компании InvenSense. Он обладает рядом ключевых характеристик, делающих его отличным выбором для различных аудиоприложений:
- Цифровой выход I2S с разрешением 24 бит
- Высокое соотношение сигнал/шум (SNR) — 61 дБА
- Низкое энергопотребление — 1.4 мА в активном режиме
- Широкий динамический диапазон — 87 дБ
- Всенаправленная диаграмма направленности
- Плоская АЧХ от 60 Гц до 15 кГц
- Миниатюрный корпус размером 4.72 x 3.76 x 1 мм
Благодаря этим характеристикам INMP441 обеспечивает высокое качество звука и подходит для создания компактных аудиоустройств с низким энергопотреблением.
Преимущества цифрового MEMS-микрофона INMP441
По сравнению с традиционными аналоговыми микрофонами, INMP441 имеет ряд существенных преимуществ:

- Цифровой выход I2S не требует использования отдельного АЦП
- Высокая помехозащищенность благодаря цифровой передаче данных
- Отсутствие необходимости в дополнительных компонентах (усилителях, фильтрах)
- Компактные размеры и низкое энергопотребление
- Высокая стабильность параметров и надежность технологии MEMS
Эти преимущества позволяют упростить схемотехнику устройств и повысить качество звука по сравнению с аналоговыми решениями.
Подключение и использование INMP441
Для работы с INMP441 необходимо подключить его к микроконтроллеру или процессору с поддержкой интерфейса I2S. Основные шаги по подключению:
- Подать питание 1.8-3.3В на вывод VDD
- Подключить линию SCK к тактовому сигналу I2S
- Подключить линию WS к сигналу выбора слова I2S
- Подключить линию SD к линии данных I2S
- Подтянуть вывод L/R к нужному уровню для выбора канала
После подключения микрофон будет передавать 24-битные отсчеты звука по интерфейсу I2S. Частота дискретизации определяется тактовым сигналом SCK.

Применения INMP441
Благодаря своим характеристикам, INMP441 подходит для широкого спектра применений:
- Смартфоны и планшеты
- Умные колонки и голосовые ассистенты
- Наушники и гарнитуры
- Системы распознавания речи
- Акустические сенсоры
- Камеры и экшн-камеры
- Портативные аудиорекордеры
INMP441 особенно хорошо подходит для устройств с батарейным питанием, где важны компактность и низкое энергопотребление.
Характеристики чувствительности INMP441
Чувствительность — одна из ключевых характеристик микрофона INMP441. Она определяет, насколько громким будет выходной сигнал при заданном уровне звукового давления на входе.
Номинальная чувствительность INMP441 составляет -26 dBFS при звуковом давлении 94 дБ SPL на частоте 1 кГц. Это означает, что при таком входном сигнале пиковая амплитуда выходного цифрового сигнала будет на 26 дБ ниже максимально возможного значения (полной шкалы).
Для более точного понимания чувствительности важно учитывать следующие аспекты:
- Уровень 0 dBFS соответствует максимальной амплитуде 24-битного сигнала (2^23 — 1)
- Чувствительность -26 dBFS означает, что пиковая амплитуда будет равна (2^23 — 1) * 10^(-26/20) ≈ 420426
- Это значение соответствует синусоидальному сигналу с амплитудой 1 Па RMS на частоте 1 кГц
Высокая чувствительность INMP441 позволяет эффективно улавливать даже тихие звуки, обеспечивая хорошую разборчивость речи и качество записи.

Управление энергопотреблением INMP441
INMP441 имеет несколько режимов работы, позволяющих оптимизировать энергопотребление:
- Нормальный режим работы — микрофон активен, потребление 1.4 мА
- Режим ожидания (Standby) — активируется при отсутствии тактового сигнала SCK
- Режим выключения (Power-down) — активируется сигналом низкого уровня на выводе CHIPEN
Переключение между режимами происходит следующим образом:
- Переход в нормальный режим из режима ожидания занимает 5 мс
- Переход в нормальный режим из выключенного состояния занимает 43 мс
- Начальный запуск после подачи питания занимает 85 мс
Грамотное использование этих режимов позволяет существенно снизить энергопотребление в периоды неактивности, что особенно важно для портативных устройств.
Особенности интерфейса I2S в INMP441
INMP441 использует стандартный интерфейс I2S для передачи аудиоданных. Основные характеристики реализации I2S в этом микрофоне:
- 24-битное разрешение данных
- Поддержка частот дискретизации до 50 кГц
- Формат данных — дополнительный код (two’s complement)
- Старший бит (MSB) передается первым
- Поддержка моно и стерео конфигураций
Особенности работы с I2S интерфейсом INMP441:

- Выход SD переходит в высокоимпедансное состояние между передачами слов данных
- Необходим подтягивающий резистор 100 кОм на линии SD
- Для каждого слова данных требуется 64 такта SCK
- Сигнал WS определяет начало нового слова данных
- Вывод L/R позволяет выбрать левый или правый канал в стерео конфигурации
Правильная настройка и использование интерфейса I2S позволяет получить высококачественный цифровой аудиопоток от INMP441.
Рекомендации по монтажу INMP441
Для обеспечения оптимальной работы INMP441 важно соблюдать ряд рекомендаций при его монтаже на печатную плату:
- Используйте керамический конденсатор 0.1 мкФ между выводом VDD и землей, расположив его максимально близко к микрофону
- Размещайте контактные площадки в соотношении 1:1 с выводами микрофона
- Не допускайте попадания паяльной пасты в звуковой порт микрофона
- Диаметр отверстия в плате под звуковой порт должен быть 0.5-1 мм
- Выравнивайте отверстие в плате с портом микрофона
- Избегайте попадания жидкости в порт микрофона при очистке платы
Соблюдение этих рекомендаций поможет обеспечить надежную работу микрофона и сохранить его характеристики.

INMP441 это высокопроизводительный, всенаправленный MEMS-микрофон с низким энергопотреблением, цифровым выходом I2S. Порт, через который улавливается звук, расположен на нижней стороне миниатюрного корпуса (со стороны пайки). В схему INMP441 интегрирован MEMS-сенсор, блок улучшения качества сигнала, аналого-цифровой преобразователь, антиалиасинговый фильтр, система управления питанием и стандартный 24-битный интерфейс I2S. Интерфейс I2S позволяет подключить INMP441 непосредственно к цифровым процессорам (процессоры DSP и микроконтроллеры), без необходимости применения аудиокодека. INMP441 совместим с требованиями TIA-920 Telecommunications Telephone Terminal Equipment Transmission для стандарта телефонии Wideband Digital Wireline. У микрофона INMP441 высокое соотношение сигнал/шум (SNR), что делает его отличным выбором для широкого спектра приложений (смартфоны, системы управления голосом, игровые консоли, наладонники, системы безопасности).![]() INMP441 изготовлен в тонком прямоугольном корпусе 4.72 x 3.76 x 1 мм, предназначенном для поверхностного монтажа на печатную плату. Он совместим с технологией пайки волной без потери чувствительности микрофона. INMP441 изготавливается без использования галогенида. Основные функции и параметры микрофона INMP441: • Цифровой интерфейс I2S с высоким разрешением 24-битных данных • Высокий коэффициент подавления пульсаций по питанию PSR -75 dBFS • Малые размеры корпуса 4.72 x 3.76 x 1 мм • Соответствует техпроцессу пайки олово/свинец (Sn/Pb) и бессвинцовому техпроцессу (Pb-Free) пайки • Совместим со стандартами RoHS/WEEE Функциональная блок-схема: Информация о покупке:
Примечания: * – вариант поставки 13” Tape and Reel. Внешний вид корпуса:
Платка с микрофоном INMP441, которую можно купить на AliExpress, стоит порядка $2: Условия оценки параметров TA = −40 . Таблица 1. Электрические характеристики.
Примечания: (1) Отношение амплитуды пик-пи (224 − 1. Таблица 2. Характеристики I2S цифровых входов/выходов.
Примечание (1): пределы базируются на результатах проверки характеристик, при производстве они не проверяются.
Рис. 1. Диаграмма времени последовательных данных. [Предельные допустимые максимальные значения] Стресс, превышающий значения в таблице 4, может необратимо повредить устройство. Не подразумевается функционирование устройства под указанными стрессовыми значениями. Таблица 4. Предельные допустимые максимальные значения.
Предупреждение по электростатике (ESD): это устройство чувствительно к статике. [Типовые характеристики производительности] Рис. 4. Маска ответа по частоте. Рис. 5. АЧХ (измеренная). Рис. 6. Подавление помех по питанию (Power-Supply Rejection, PSR) в зависимости от частоты. [Описание функций выводов INMP441] Рис. 3. Цоколовка выводов (вид с нижней стороны корпуса). Таблица 6. Выводы INMP441 и их функциональное назначение.
[Чувствительность] Конечные пользователи часто неправильно понимают параметр чувствительности цифровых микрофонов. В отличие от аналогового микрофона, у которого чувствительность можно легко оценить по уровню сигнала с помощью усилителя и осциллографа, выходной сигнал цифрового микрофона оценивается не такими очевидными измерениями. Чувствительность микрофона по выходным данным PDM выражается в единицах dBFS (децибелы, показывающие отношение к полной шкале на цифровом выходе). Синусоидальный сигнал 0 dBFS определяется как сигнал с пиковым максимальным значением, который только что достиг полной шкалы кода цифрового слова (см. Рис. 11. Синусоидальный сигнал 1 кГц с уровнем 0 dBFS. Следует понимать определение сигнала 0 dBFS, когда измеряется чувствительность INMP441. Входной синусоидальный акустический сигнал 1 кГц на уровне 94 dB SPL, приложенный к INMP441 в результате дает выходной сигал с уровнем -26 dBFS. Это означает, что выходное цифровое слово достигает пика на -26 дБ ниже цифрового уровня полной шкалы. Распространенное недоразумение состоит в том, что выходной сигнал имеет уровень RMS -29 dBFS. Однако это не так из-за определения синусоидальной волны 0 dBFS. Не существует общепринятой единицы измерения для выражения мгновенного уровня цифрового сигнала, выводимого из микрофона, в отличие от среднеквадратичного уровня сигнала (RMS). У микрофона INMP441 номинальная чувствительность составляет -26 dBFS на частоте 1 кГц при поступающем уровне звукового давления 94 dB. Здесь единицы представлены в децибелах по отношению к полной шкале (Full Scale, FS). По умолчанию у INMP441 выходное слово, соответствующее пиковому максимальному уровню, равно 223 — 1 (целочисленное представление), и -26 dBFS от этой шкалы соответствует значению (223 — 1) x 10(-26/20) = 420.426. Чистый звуковой тон на частоте 1 кГц с амплитудой 1Pa RMS приведет к выходному цифровому сигналу с пиковой амплитудой 420.426. Хотя в индустрии используется стандартная спецификация 94 dB SPL, метод тестирования INMP441 подразумевает подачу сигнала 104 dB SPL. Повышенное звуковое давление уменьшает шум и улучшает разборчивость сигнала. Для дополнительной информации по чувствительности цифрового микрофона см. апноут AN-1112 [2]. [Управление питанием] У INMP441 имеется 3 различных состояния энергопотребления (power states): normal operation, standby mode и power-down mode. Normal Operation. Это нормальное рабочее состояние, в которое микрофон переходит при прохождении 218 тактовых перепадов (что составит задержку 85 мс при частоте тактов SCK 3.072 МГц) после начальной подачи питания. После этого ножка CHIPEN управляет режимами энергопотребления. INMP441 находится в normal operation, когда активны такты SCK, и на выводе CHIPEN уровень лог. 1. Standby Mode. Микрофон входит в режим standby (приостановка), когда прекращается подача тактов SCK, и на выводе CHIPEN лог. The INMP441 не должен переходить из режима standby в режим power-down или наоборот. Режим standby предназначен только для перехода в нормальный рабочий режим (normal operation). Power-Down Mode. Микрофон входит в режим power-down (выключено), когда на выводе CHIPEN лог. 0, независимо от частоты тактов SCK и их наличия. Возобновление нормального режима происходит через 217 периодов тактов SCK (43 мс при частоте тактов SCK 3.072 МГц) после возврата CHIPEN в лог. 1, при условии активности сигнала SCK. Не рекомендуется подавать активные такты (WS на SCK) на INMP441, когда не подано напряжение питания на VDD. Если не подавать VDD и при этом подавать тактовые сигналы, то это откроет защитные диоды по входу (защита от статического электричества ESD), что может повлиять на долгосрочную надежность микрофона. Startup. Это время старта. Микрофон выдает лог. 0 на выходе после подачи питания в течение 218 периодов тактов SCK(85 мс при частоте тактов SCK 3.072 МГц). [Интерфейс данных I2S] Последовательный порт данных, работающий как подчиненное устройство (slave serial-data port), поддерживает формат I2S, 24 бита, число в дополнительном коде. На шине должно быть 64 такта SCK для каждого фрейма стерео WS, или 32 SCK такта на слово данных. Ножка управления L/R определяет, данные какого канала выводи INMP441. Для приложения стерео выводы данных SD левого и правого микрофонов INMP441 соединяются параллельно, как показано на рис. 7. Формат данных потока стерео I2S показан на рис. 8. Рисунки 9 и 10 показывают форматы потока данных моно микрофона для левого и правого микрофонов соответственно. Режим вывода данных. Сигнал вывода данных (SD) переходит в третье состояние (Hi-Z, выключено), когда он не активен при выводе данных I2S. Линия SD должна быть снабжена нижним подтягивающим резистором (pull-down), чтобы разрядить линию в интервале времени, когда все микрофоны на шине перевели свои выходы в третье состояние. Для этой цели достаточен резистор на 100 кОм, как показано на рис. 7. Длина слова данных. Длина слова данных составляет 24 бита на канал. INMP441 должен всегда получать 64 периода тактов для каждого слова данных стерео (fSCK = 64 x fWS). Формат слова данных. По умолчанию данные выводятся в формате I2S (в дополнительном коде), старший бит идет первым (MSB-first). В этом формате MSB каждого слова задерживается на один такт SCK от начала каждой половины фрейма. Рис. 7. Блок-схема системы. Рис. 8. Формат выходного стерео сигнала I2S. Рис. 9. Формат выходного моно сигнала I2S, левый канал (L/R = 0). Рис. 10. Формат выходного моно сигнала I2S, правый канал (L/R = 1). Синхронизация микрофонов. Стерео микрофоны INMP441 синхронизируются сигналом WS так, что захват звука от двух микрофонов использует один и тот же сигнал тактов, и микрофоны работают синхронно. Если микрофоны были разрешены по отдельности, эта синхронизация может занять до 0.35 мс после того, как был установлен сигнал разрешения, в то время как внутренние пути распространения данных очищаются. Характеристики цифрового фильтра. В INMP441 встроен внутренний цифровой полосовой фильтр. ФВЧ уничтожает низкочастотные сигналы. ФНЧ позволяет масштабировать диапазон пропускания по высоким частотам с помощью частоты выборок, а также снижает уровень шума. Встроенный ФВЧ удаляет нежелательную постоянную составляющую и низкочастотные составляющие сигнала. Таблица 7. Характеристики фильтра.
Этот цифровой отклик фильтра является дополнением к естественному отклику верхних частот акустического преобразователя INMP441 МЭМС, который имеет срез -3 дБ на частоте 60 Гц. Аналого-цифровой преобразователь INMP441 это однобитный сигма-дельта sigma-delta (Σ-Δ) модулятор высокого порядка, работающий с высоким коэффициентом передискретизации. Собственный шум преобразователя лежит в основном значительно выше диапазона частот звука, что дает микрофону широкий динамический диапазон. Рис. 12 показывает отклик цифрового ФНЧ, встроенного в микрофон. Полоса пропускания фильтра расширяется до 0.423 x fS, и в этом диапазоне имеет незначительную неравномерность 0.04 dB. Верхняя частота среза по уровню -6 dB равна 0.5 x fS. На частоте выборок 48 кГц получается полоса пропускания 20.3 кГц, и амплитуда снижается вдвое на частоте 24 кГц. Затухание на выходе фильтра в диапазоне среза получается больше 60 dB. Обратите внимание, что эти параметры фильтра масштабируются пропорционально частоте выборок. Рис. 12. Отклик по амплитуде цифрового ФНЧ. Развязка по питанию. Для самого лучшего подавления потенциальных паразитных артефактов настоятельно рекомендуется разместить керамический конденсатор 0.1 мкФ типа X7R или лучшего качества между выводом 7 (VDD) и землей. Конденсатор должен быть размещен максимально близко к выводу 7. Соединения с каждым контактом конденсатора должны быть максимально короткими, насколько это возможно, и трассировка этих соединений должна проходить на одном слое, без переходных отверстий. Для максимальной эффективности разместите конденсатор на одинаковом расстоянии от контактов питания и земли микрофона или, если одинаковое расстояние выдержать невозможно, разместите конденсатор немного ближе к выводу питания микрофона. Термальные соединения с заливками земли должны быть выполнены на дальней стороне конденсатора, как показано на рис. 13. Рис. 13. Рекомендуемая разводка блокировочного конденсатора по питанию. Разместите контактные площадки печатной платы для INMP441 с соотношением 1:1 между размерами площадок пайки и выводами корпуса микрофона (см. рис. 14). Позаботьтесь о том, чтобы паяльная паста не попала в звуковой порт микрофона и в соответствующее отверстие в печатной плате. Рис. 15 показывает рекомендуемый шаблон для нанесения паяльной пасты. На характеристику INMP441 отверстие в печатной плате не влияет, пока отверстие не меньше, чеи диаметр звукового порта микрофона (диаметр 0.25 mm, или 0.010 дюйма). Рекомендуется использовать отверстие диаметром от 0.5 до 1 мм (от 0.020 до 0.040 дюйма). Выровняйте отверстие звукового порта корпуса микрофона с отверстием в печатной плате. Точное выравнивание не влияет на параметры микрофона до тех пор, пока отверстия не заблокированы частично или полностью. Рис. 14. Рекомендуемая посадочная площадка на печатную плату (размеры указаны в миллиметрах). Рис. 15. Рекомендуемый шаблон для нанесения паяльной пасты (размеры указаны в миллиметрах). В процессе очистки печатной платы от остатков флюса и паяльной пасты следует обеспечить отсутствие попадания воды или другой отмывочной жидкости в порт микрофона. Не используйте процедуры продувки или ультразвуковой очистки. [Размеры корпуса] Размеры показаны в миллиметрах. Рис. 16. Корпус LGA_CAV с габаритными размерами 4.72 x 3.76 x 1.00 мм. Рис. 17. Маркировка на корпусе (вид сверху). UG-303, EV_INMP441Z-FX: Bottom Port I2S Output MEMS Microphone Evaluation Board [Ссылки] 1. INMP441 Omnidirectional Microphone with Bottom Port and I2S Digital Output site:invensense.com. |
MP34DT05 — миниатюрный цифровой MEMS-микрофон
17 августа 2018
Новый цифровой микрофон MP34DT05TR-A от STMicroelectronics предназначен для тех аудио-приложений, где требуются небольшие размеры, высокое качество звука и широкий динамический диапазон. Отличительной особенностью MP34DT05TR-A является высокая чувствительность –26 dBFS ±3 дБ и хорошее отношение сигнал/шум 64 дБ.
Верхний входной порт упрощает конструкцию печатной платы, т.к. для приема звукового давления не требуется отверстие под микрофоном. Благодаря внутренней обработке аналогового сигнала, устройство с цифровым микрофоном менее подвержено влиянию наводок и помех.
Схема включения MP34DT05TR-A
Микрофон MP34DT05TR-A работает при напряжении от 1.6 до 3.6 В и имеет низкое потребление 650 мкА. Выходной сигнал представляет собой цифровой поток PDM с тактовой частотой от 1.2 до 3.25 МГц (задается хостом). Микрофон имеет практически линейную АЧХ в диапазоне от 100 до 10 000 Гц.
Технология MEMS обеспечивает надежную работу микрофона в разных областях автомобилестроения для реализации голосового управления, а также в промышленных приложениях, где условия эксплуатации требуют высокой перегрузочной способности и механической прочности. Технология MEMS позволяет уменьшить размер микрофона, при этом выход может быть как аналоговым, так и цифровым.
Внутреннее устройство цифровой микрофона MP34DT05
Микрофоны на основе технологии MEMS обеспечивают отличное качество звука. Они менее чувствительны к механическим колебаниям, изменениям температуры и электромагнитным помехам, чем традиционные микрофоны. Процесс MEMS делает эти микрофоны идеальным решением для стереозвука везде, где требуется два или более идеально подходящих микрофона. Микрофоны MEMS являются всенаправленными, что означает одинаковую чувствительность к звуку, приходящему с любого направления в пространстве. Широкий частотный диапазон позволяет использовать MEMS-микрофон в качестве датчика вибрации, в том числе и в ультразвуковом диапазоне.
•••
Наши информационные каналы
О компании ST Microelectronics
Компания STMicroelectronics является №1 производителем электроники в Европе. Компоненты ST широко представлены в окружающих нас потребительских товарах – от iPhone до автомобилей разных марок. Лидеры индустриального рынка выбирают компоненты ST за их надежность и выдающиеся технические параметры. В компании ST работает 48 000 сотрудников в 35 странах. Производственные мощности расположены в 12 странах мира. Более 11 тысяч сотрудников заняты исследованиями и разработками – инновационное лидерство …читать далее
Поиск по параметрам
MEMS микрофоны от STПодключение микрофонного модуля KY-038/KY-037 к Arduino
Модули KY-038 и KY-037 представляют собой датчики звука. Отличие версии 037 от 038 лишь в размере микрофона. Эти модули находят свое применение в различных системах управления. Например, такие модули часто устанавливают в подъездах для включения освещения при звуке шагов, что позволяет значительно сэкономить электроэнергию. Также с помощью этих модулей можно управлять роботом посредством хлопков или других звуков.
Модуль состоит из микрофона и потенциометра, позволяющего регулировать чувствительность датчика. Также в модуле имеется компаратор – устройство, посылающее цифровой сигнал при достижении аналоговым сигналом на входе определенных значений.
Характеристики:
- Питание: 3,3-5 В постоянного тока
- Потребляемый ток: 10 мА
- Выходной сигнал: цифровой и аналоговый
Модуль имеет 4 вывода:
”+” – питание
“G” – “земля”
“A0” – аналоговый выход, передающий выходное напряжения на микрофоне
“D0” – цифровой выход, посылающий логическую единицу при достижении порогового уровня громкости
Подключение к Arduino:
Для подключения датчика нам необходимы:
- Любая Arduino-совместимая плата
- Компьютер с установленной средой Arduino IDE.
- USB кабель для подключения Arduino к персональному компьютеру
В примере мы будем рассматривать подключение при помощи проводов типа папа-папа и макетной платы для соединения без пайки.
1) Для начала просто подключим датчик к плате, для анализа выходных сигналов.
Принципиальная схема подключения компонентов:
Скетч:
const int digital = 2; // Цифровой вход пин 2 const int analog = A0; // Аналоговый вход пин A0 void setup() { pinMode(digital, INPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.print("Digital: "); Serial.print(digitalRead(digital)); // Цифровой сигнал с датчика Serial.print(", Analog: "); Serial.println(analogRead(analog)); // Аналоговый сигнал с датчика delay(50); }
После того как этот скетч загрузится в плату, откройте монитор порта и наблюдайте за получаемыми значениями в тишине и при возникновении шума.
Попробуйте изменить чувствительность датчика, вращая винт потенциометра и повторите наблюдение.
2) Теперь добавим в нашу схему светодиод и попробуем управлять им с помощью хлопков.
Для подключения светодиода необходим резистор номиналом около 220 Ом.
Принципиальная схема подключения компонентов:
Скетч:
const int digital = 2; // Цифровой вход пин 2 const int analog = A0; // Аналоговый вход пин A0 const int led = 9; // Светодиод void setup() { pinMode(led, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.print("Digital: "); Serial.print(digitalRead(digital)); // Цифровой сигнал с датчика Serial.print(", Analog: "); Serial.println(analogRead(analog)); // Аналоговый сигнал с датчика delay(50); if (analogRead(analog) < 625 || analogRead(analog) > 637){ //Диапозон значений устанавливайте самостоятельно из рассчёта +-4 от показаний в тишине digitalWrite(led, HIGH); delay(1000); digitalWrite(led, LOW); } }
Распиновка/распайка микрофона — схема
Схемы распиновки гарнитуры с микрофоном
Распиновка зависит от гарнитуры. Блоки имеют от 2 до 4 элементов, каждая часть передает свой сигнал. Например, блок соединения имеет 2 элемента, он имеет провод, который предназначен для микрофона.
Если есть 3 элемента, то есть 3 провода:
Кабель подтягивается к вилке, посередине он разделен на 2 провода, каждый из которых идет к разному наушнику. Устройство имеет 4 элемента. В такой комбинации она различается на 2 типа. Первый блок состоит из 4 проводов (это наиболее распространенный случай в телефонах, планшетах, считывателях). Каналы разделены на левый, правый, общий и микрофонный.
Все современные модификации телефонов оснащены разъемами, в которых присутствуют 4 элемента (крепление с помощью гарнитуры и микрофона).
Распиновка одинакова для этих устройств:
- «Яблоко»;
- «Samsung».
- «Леново».
Если проанализировать блок соединения, то он состоит из нескольких элементов. Каждый из них дает импульс к своему собственному каналу.
Типы штекеров и область применения
Разъемы делятся в зависимости от диаметра рабочей поверхности:
- Микро-джек 2,5 мм. Небольшие портативные устройства, такие как телефоны, плееры и т.д., оснащены им.
- Мини-джек 3,5. Они устанавливаются в бытовую технику: компьютеры, телевизоры и т.д.. Кроме того, распиновка разъема 3,5 очень проста.
- Большой Джек 6.35. В основном используется в профессиональном оборудовании: электрические музыкальные инструменты, мощные акустические усилители, но может быть встроено и недорогое оборудование, такое как караоке-микрофоны, металлодетекторы.
В зависимости от количества выходов (контактов) «гнезда» делятся на «разъемы»:
- Двухконтурная (TS). Они передают несбалансированный сигнал, например, моносигнал посылается в наушники или аудиозапись производится с помощью микрофона.
- Три шпильки (TRS). Они могут использоваться для передачи либо несбалансированного сигнала, с контактами 2 и 3, соединенными перемычкой, либо симметричного сигнала.
- Четырехконтактная резонансная стойка (TRRS). Они могут передавать видео и аудио информацию одновременно. Четырехконтактные разъемы в основном оснащены современными телефонами, планшетами, видеоплеерами и т.д.
- Пять позиций (TRRRS). Необычный разъем, используемый Sony в смартфоне Xperia Z для одновременной работы двух микрофонов, один из которых работает на шумоподавление. Совместимость с TRRS.
Существуют также два типа разъемов: обычные разъемы, которые предназначены для определенного типа штепсельной вилки, и разъемы с переключателем — при вставке штепсельной вилки устройство переключается из одного положения в другое.
Довольно часто возникают ситуации, когда разборные китайские заглушки, которые были установлены на месте сломанного монолитного «домкрата», не вписываются полностью в рукав или закрепляются неправильно. Такие ситуации возможны, если диаметр втулки и плунжера не совпадают. Поэтому при выборе втулки данного типа рекомендуется проверять ее внешний диаметр с помощью измерительного прибора по всей рабочей длине.
Основные сведения: как делается распайка XLR кабелей и разъемов
Современные 3-контактные кабели XLR представляют собой симметричный разъем, то есть имеют три провода: положительный, отрицательный и заземляющий. В большинстве обычных устройств контакт 1 является заземленным, контакт 2 — положительным (как указано в AES14-1992, обычно называется «контакт 2 горячий»), а контакт 3 — отрицательным.
При подключении разъема к кабелю контакты 2 и 3 будут соединены с соответствующими положительными и отрицательными проводами, а экран кабеля будет соединен с контактом 1. Есть некоторые исключения из этого правила, особенно при работе с некоторыми старыми частями оборудования, но это выходит за рамки данной статьи. По крайней мере, все современные 3-контактные кабели XLR всегда подключены ко второму «горячему» положительному выводу.
Рекомендации распайки XLR и примечания
По моему опыту, создание и пайка кабелей XLR является отличным вариантом для тех, кто только учится пайке. Помню, когда я впервые собрал такое устройство, мне тогда было около 16 лет, и я продолжаю делать это и по сей день. В основном потому, что мне часто приходится строить что-то, чтобы заказать или отремонтировать поврежденный кабель. Все компоненты относительно большие, что упрощает процесс пайки для тех, кто еще не привык к такой работе, а в случае ошибки замена поврежденных разъемов обходится недорого.
Тем не менее, я рекомендую приобрести паяльник с регулируемой температурой, так как он снижает риск случайного плавления пластмассовых компонентов и гарантирует наличие достаточного количества тепла для плавления припоя. Я также рекомендую использовать более тонкую толщину припоя (я использую 0,8 мм), потому что с ним легче работать и он быстрее плавится.
Ниже приведен список всего, что нужно для начала, но это приведено в качестве примера. У вас могут быть другие предпочтения:
- Цифровая паяльная станция
- Инструменты для зачистки и резки проволоки
- Резак для алюминиевых, медных, коммуникационных кабелей
- Диагональные фрезы
- Круглые клещи
- Универсальный нож
- Светодиодная лампа с увеличительным стеклом. Держатель лупы с зажимом для крокодила — для пайки
- Зажигалка
Читайте также: Зарядное устройство LiFeP04 с управлением заряда батареи
Микрофонный кабель состоит из трёх основных компонентов:
- Медные проводники — это проводники, через которые будет проходить звук, преобразованный в электрический импульс. В этом случае медь является лучшим проводником как с точки зрения проводимости и цены, так и с точки зрения прочности и пластичности. Еще одним преимуществом меди, используемой для кабелей этого типа, является возможность ее легкой пайки как единственного способа соединения сердечника и соединительных элементов. Следует помнить, что чем меньше его сопротивление и длина, тем меньше потеря слабого импульса, идущего от микрофона к принимающему устройству, которым может быть микшер или предусилитель. Провода имеют многожильную конструкцию, так как они менее склонны к переломам во время изгибов.
- щит. Плотность и качество оплетки непосредственно влияют на защиту от помех и прохождение сигнала через сердечники без внешних искажений. Щит может быть изготовлен из луженой меди и нелуженой меди.
- Изоляция каждого проводника. Он изготовлен из пластмассы с диэлектрическими свойствами, чтобы медные проводники не касались друг друга и не подвергались электрическому воздействию. Наиболее распространенной изоляцией является ПВХ-изоляция, потому что она очень устойчива к изгибам, температурным воздействиям и имеет отличные изоляционные свойства.
трехконтактный разъём XLR. Этот стандартный разъем используется для подключения микрофонов. Два контактных элемента несут звуковую информацию, а третий подключен к корпусу, который при оптимальной установке заземлен.
Источники
- http://rones.su/techno/microphone-and-headset-to-pc.html
- https://ProMikrophon.ru/obsluzhivanie/shemy-raspinovki-naushnikov-s-mikrofonom
- https://hd01.ru/info/kak-pripaivat-mikrofon-k-dzheku/
- https://usilitelstabo.ru/raspajka-xlr-konnektora.html
- https://planshet-info.ru/kompjutery/raspinovka-xlr-razemov-mikrofonov
Метки: |
распиновка, схема подключения и программирование [Амперка / Вики]
Arduino Nano 33 BLE Sense — компактная платформа для разработки на чипе U-blox NINA-B306 с микроконтроллером Nordic nRF52840 и беспроводным модулем Bluetooth BLE.
На плате также распаян IMU-модуль на 9 степеней свободы, который содержит трёхосевые сенсоры: акселерометр, гироскоп и магнитометр. Приведённый сет модулей, позволяет создать на Arduino Nano BLE собственный фитнес-браслет, умные часы или другой мобильный проект с беспроводной связью по Bluetooth.
Подключение и настройка
Шаг 1
Шаг 2
Элементы платы
Беспроводной модуль U-blox NINA-B306
Arduino Nano 33 BLE выполнена на чипе U-blox NINA-B306, который включает в себя 32-битный микроконтроллер Nordic nRF52840 на архитектуре ARM Cortex-M4 с тактовой частотой 64 МГц, 1 МБ флеш-памяти и 256 КБ оперативной памяти. Чип NINA-B306 так же обеспечивает связь Bluetooth v5.0 в диапазоне 2,4 ГГц и поддерживает энергосберегающий протокол ArduinoBLE.
IMU-сенсор
IMU-сенсор на 9 степеней свободы включает в себя акселерометр, компас и магнитометр. Сборка выполнена на чипе LSM9DS1 по технологии (англ. System-in-Package — система в корпусе), где акселерометр, гироскоп и магнитометр лежат методом бутерброда в пластиковом корпусе. Для примеров работы используйте ArduinoLSM9DS1.
Метеосенсор HTS221
Датчик HTS221 определяет температуру и относительную влажность воздуха в окружающем пространстве и выдаёт их значения в 16-битном формате. Для запуска примеров работы используйте библиотеку ArduinoHTS221.
Барометр LPS22HB
Датчик атмосферного давления LPS22HB служит альтиметром для носимого гаджета или барометром для метеостанции. Для запуска примеров работы используйте библиотеку ArduinoLPS22HB.
Сенсор APDS-9960
Датчик Avago APDS-9960 от Broadcom использует четыре фотодиода с ИК-излучателями для измерения расстояния и распознавания базовых жестов: взмаха руки влево или вправо, вверх-вниз и вперёд-назад. Также он умеет распознавать цвета через интенсивность каналов RGB и уровень освещённости. Для запуска примеров работы используйте библиотеку ArduinoAPDS9960.
Микрофон MP34DT05
Встроенный цифровой микрофон MP34DT05 пригодится для распознавания коротких голосовых команд или записи звука. Для запуска примеров работы используйте библиотеку PDM.
USB порт
Разъём micro-USB предназначен для прошивки платформы Arduino Nano Every с помощью компьютера.
Светодиодная индикация
Имя светодиода | Назначение |
---|---|
ON | Информационный индикатор питания. |
L | Пользовательский светодиод на 13 пине микроконтроллера. Используйте определение LED_BUILTIN для работы со светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиод включается, при низком – выключается. |
RGB | Пользовательский RGB-светодиод с общим анодом. Катоды красного, зелёного и синего цвета выведены на 22 , 23 и 24 пине микроконтроллера соответственно. Для удобства используйте встроенные в Arduino IDE определения LEDR , LEDG и LEDB для работы с RGB-светодиодом. При задании значения высокого уровня светодиоды выключается, при низком – включается. |
Понижающий регулятор 3V3
Импульсный понижающий регулятор напряжения MPM3610 обеспечивает питание модуля U-blox NINA-B306 и другой логики платформы при подключении платформы через пин Vin
. Диапазон входного напряжения от 5 до 18 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 1,2 А.
Кнопка RESET
Пользовательская кнопка с двумя полезными функциями:
Один клик (Single Сlick): служит для сброса микроконтроллера.
Двойной клик (Double Click): переводит микроконтролер в BOOT-режим, который пригодиться при зависании платы или дургих сбоев в программе.
Распиновка
Пины питания
VIN Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 5 до 18 вольт.
5V: Для обратной совместимости с проектами на Arduino Nano пин 5V оставили на месте, но на плате отсутствует стабилизатор напряжения на 5 вольт и пин висит в воздухе. Чтобы получить активную линию питания на 5 вольт, вам понадобится спаять перемычку для площадок VUSB и подвести внешнее питание 5 вольт через USB-порт.
- 3V3 Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 1,2 А. Регулятор обеспечивает питание чипа U-blox NINA-B306 и другой вспомогательной логики платы.
GND Выводы земли.
Порты ввода/вывода
В отличии от большинство плат Arduino, родным напряжением Arduino Nano 33 BLE Sense является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать не более 3,3 В. Большее напряжение может повредить микроконтроллер!
Будьте внимательны при подключении периферии: убедитесь, что она может корректно функционировать в этом диапазоне напряжений.
Цифровые входы/выходы 22 пина:
D0
–D21
Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 15 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно.- ШИМ 22 пина:
D0
–D21
Позволяет выводить аналоговые значения в виде ШИМ-сигнала. По умолчанию разрядность «ШИМ» установлена в 8 бит. Изменить разрядность «ШИМ» можно с помощью функции analogWriteResolution(). - АЦП 8 пинов:
A0
–A7
Позволяет представить аналоговое напряжение в виде цифровом виде. По умолчанию разрядность «АЦП» установлена в 10 бит. Изменить разрядность «АЦП» можно с помощью функции analogReadResolution(). Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя. - I²C:
Для общения с периферией по интерфейсу «I²C». Для работы используйте библиотеку Wire.- I²C1 пины
SDA/D30
иSCL/D31
Используется для общение с беспроводным модем U-blox NINA-B306.
- I²C1 пины
- SPI: пины
MOSI/D11
,MISO/D12
иSCK/D13
Для общения с периферией по интерфейсу «SPI». Для работы — используйте библиотеку SPI. - UART/Serial:
Платформа поддерживает несколько последовательных интерфейсов. Для работы — используйте методы библиотеки Serial.Serial/SerialUSB пины:
D−/D31/C55
иD+/D32/C54
Выводы шины соединены с USB-разъёмом платы. Используется для прошивки и отладки платформы через ПК.
Принципиальная и монтажная схемы
Габаритный чертёж
Характеристики
Чипы: NINA-B306, LSM9DS1
Входное напряжение через Vin: 5–18 В
Напряжение логических уровней: 3,3 В
Порты ввода-вывода: 22
Пины с АЦП: 8
Разрядность АЦП: 8/10/12 бит (по умолчанию 10 бит)
Пины с ШИМ: 22 (до 4 каналов)
Разрядность ШИМ: 8/10/12 бит (по умолчанию 8 бит)
Аппаратные интерфейсы SPI: 1
Аппаратные интерфейсы I²C: 1
Аппаратные интерфейсы UART: 1
Максимальный выходной ток с пина: 15 мА
Суммарный выходной ток с пинов: до 25 мА
Габариты платы с ножками: 45×18×13 мм
Беспроводной модуль U-blox NINA-B306
Микроконтроллер: Nordic nRF52840
Вычислительное ядро: ARM Cortex M4 (32 бита)
Тактовая частота: 64 МГц
Flash-память: 1 МБ
SRAM-память: 256 КБ
Частотный диапазон связи: 2,4 ГГц
Стандарт связи: Bluetooth v5.0 с поддержкой BLE
IMU-сенсор ST LSM9DS1
Диапазон измерения ускорения: ±2/±4/±8/±16g
Диапазон измерения поворота: ±245/±500/±2000 град./с
Диапазон измерения магнитной индукции: ±4/±8/±12/±16 Гс
Частота опроса акселерометра и гироскопа: 14,9–952 Гц
Частота опроса магнитометра: 0,625–80 Гц
Ресурсы
Один микрофон хорошо, а два – стереопара
Как вы уже догадались из названия, сегодня мы будем говорить о стереозаписи, а точнее об основных техниках стереозаписи. Рассмотрим их основные особенности, достоинства и недостатки, разберем наиболее вероятное применение. Практическое применение мы будем рассматривать в одной из следующих статей. Следите за обновлениями. ))
Несмотря на то, что почти все инструменты, это «моно» источники, человеку, с его бинауральным слуховым аппаратом, приятнее и привычнее слышать их в «стерео».
Однако, не смотря на «стерео», всегда нужно помнить о «моно-совместимости», ведь именно «моно» составляющая, является определяющей в идентификации звука.
Сегодня, мы поговорим о различных вариантах группировки микрофонов, с целью записи стереозвучания. В рамках нашей статьи мы будем называть их стереопарами, так привычнее, хотя это могут быть и три микрофона и четыре, и даже один специализированный с двумя капсюлями.
Системы для стереозаписи делятся на два основных типа:
Совмещенные – системы в которых положение капсюлей микрофонов совпадает или практически совпадает.
Раздельные – системы где капсюли микрофонов разнесены в пространстве.
К совмещенным микрофонным системам относятся следующие – XY, MS и Blumlein.
Рассмотрим их подробнее.
Микрофонная система XY представляет собой два кардиоидных либо суперкардиоидных микрофона установленных таким образом, что оси капсюлей совпадают, а акустические оси развернуты на угол от 30 до 180 градусов. Однако, чаще всего угол составляет 90-120 градусов. В такой микрофонной системе, практически отсутствует разница во времени поступления сигнала на обе мембраны. Стереоэффект получается за счет разницы интенсивности сигнала, приходящего от источника. Система XY обладает хорошей моносовместимостью. К недостаткам системы можно отнести некоторые искажения панорамы, а также выраженный «эффект близости» при близком расположении к источнику.
Система XY
Системы, построенные по стандарту MS, содержат два микрофона установленных в одной точке (приблизительно), однако у микрофонов отличаются характеристики направленности. В таких системах используется один из микрофонов с кардиоидной либо всенаправленной характеристикой и второй с характеристикой «фигура 8».
Как можно догадаться название системы образовано первыми буквами слов Mid и Side – соответственно «середина» и «сторона». Во время, либо после записи, сигнал с такой стереосистемы подвергается «суммо-разностному» преобразованию, которое позволяет получить из сигналов MS привычные нам сигналы LR.
Система записи MS для кино производства фирмы Schoeps
Несмотря на то, что такие системы требуют использования дополнительного оборудования, так называемых MS преобразователей, они обладают рядом преимуществ. Самым значимым, пожалуй, будет возможность регулирования пространственного положения источника, в том числе после записи.
Стереосистемы Blumlein, представляют собой два микрофона, с характеристикой направленности «восьмерка» установленных в одной точке и развернутых друг относительно друга на угол 90 градусов, при этом ось направленности должна делить этот угол пополам.
Система записи Blumlein
Система обладает хорошей моносовместимостью, позволяя получить при этом естественную стереокартину. Как мы видим основное преимущество системы, одновременно является ее недостатком. В связи с тем, что две мембраны обращены в противоположную сторону, систему невозможно использовать в неподготовленных помещениях с плохой акустикой.
Микрофонные системы с разнесенным расположением микрофонов, условно можно разделить на два типа, с близко расположенными микрофонами и со значительно разнесенными.
В связи с тем, что уши на голове человека находятся на некотором расстоянии, многие инженеры считают, что, разместив микрофоны аналогичным образом, можно получить хорошую стереокартину, максимально близкую к тому, что слышит человек. На ранних этапах разработки таких систем, почти все использовали усредненное расстояние между ушами на голове человека.
К системам с близко расположенными микрофонами относятся такие как, AB, ORTF, DIN, NOS, Baffled stereo и другие. Многие из этих систем были разработаны радио корпорациями, либо для радио.
Рассмотри основные из них.
Система AB представляет собой 2 направленных (чаще всего) микрофона, установленных на разделительной штанге. Чаще всего акустические оси параллельны. Стереоэффект достигается за счет разницы во времени и фазе звука от источника, приходящего на микрофоны.
Нужно понимать, что чем больше расстояние между микрофонами, тем сильнее будет выражен стереоэффект. Приближение микрофонной системы к исполнителям существенно увеличивает искажения по восприятию глубины пространства, а также сопровождается подъемом низких частот. Для улучшения локализации инструментов, часто применяется система 3АВ (Три АБ), в которой дополнительно устанавливается третий микрофон в центре.
Система записи АВ
В целом системы АВ отлично зарекомендовали себя при записи больших коллективов, давая насыщенное, объемное звучание с широкой стереобазой.
Микрофонная система ORTF разработанная в 1960 году французской радиовещательной организацией Office de Radiodiffusion-Television Francaise , использует два микрофона расположенных на расстоянии 17 см друг от друга и под углом 110 градусов. Этот метод обеспечивает реалистичную стереокартину с неплохой моносовместимостью. Использование микрофонов с кардиоидной характеристикой направленности, обеспечивает меньший шум окружающей среды, а также ослабляет эффект помещения.
Сисема записи ORTF
Микрофонная система NOS была разработана Нидерландским фондом вещания (Nederlandse Omroep Stichting ). Этот метод очень похож на ORTF и использует два микрофона, расположенных на расстоянии 30 см друг от друга и под углом 90 градусов. Этот метод обеспечивает достаточно реалистичную стерекартину и моносовместимость. Этот метод легче в реализации, так как угол 90 градусов легче измерить. В целом и звучание, и применение очень похоже на ORTF.
Микрофонная система NOS
Система DIN так же была разработана для радиовещания (немецкого) и отличается от предыдущей, расстоянием между капсюлями, около 20 см. Такая система больше подходит для локализованной записи, на маленьких расстояниях. Хорошо показывает себя при записи фортепиано.
Техника записи Baffled Stereo – это разнесенная микрофонная стереосистема, использующая микрофоны, расположенные по типу AB, ORTF, DIN или NOS, а также акустический экран размещенный между этими микрофонами. Экран, оказывает влияние на время прихода звучания на низких частотах и разности интенсивности на высоких.
Система стерезаписи Baffled Stereo
Одним из серьезных недостатков системы Baffled, является окраска звучания в области верхних и средних частот. Это связано с дифракцией на акустическом экране.
Рассмотрим теперь системы со значительно разнесенными микрофонами.
Одна из наиболее часто используемых систем это «широкое АВ».
Для такой системы верно все, что и для обычной АВ, с некоторыми особенностями. Например, нужно помнить, что расстояние в 1-3 метра является наименее благоприятным в плане фазовых искажений. Область частотной характеристики в этом диапазоне, является для человеческого уха максимально чувствительной.
Система стереозаписи “Decca-Tree” была разработана фирмой Decca в начале 1950-х годов. Она состоит из трех всенаправленных микрофонов, обращенных вперёд, расположенных в форме треугольника, причем центральный микрофон находится перед двумя другими. Точное расстояние не является критическим, но, как правило, два боковых микрофона расположены на расстоянии 1 метра от центра, а центральный микрофон — на 1 метр вперед и примерно на 2,5 метра над землей. В шумных ситуациях иногда используются кардиоидные микрофоны. Часто боковые микрофоны слегка наклоняют наружу, особенно при записи большой группы.
Система записи Decca Tree
Система Decca Tree позволяет получить более просторный звук, чем разнесенные пары, обладая так же и большей четкостью. Этот метод не только устраняет проблему «дыры в середине», а в связи с тем, что средний микрофон слегка продвинут вперед, он захватывает звук немного раньше, чем боковые микрофоны. Это приводит к тому, что звуковая картина, будет строиться из центра и расширяться в стороны. Система обеспечивает довольно заметное улучшение по сравнению с другими методами.
Так же в качестве разнесенных систем применяются широко расставленные кардиоидные микрофоны, микрофоны с характеристикой «восьмерка», и т.д. Все они в той или иной степени являются модификацией системы «широкое АВ».
Бинауральная запись.
В современной звукозаписи, бинауральная запись стоит особняком. В последние годы, она набирает популярность, за счет повсеместного внедрения VR-технологий. Если в начале появления VR, производители не придавали звуку никакого внимания, то сейчас, объемное, «панорамное» звучание, а также системы объемного звучания для VR, становятся стремительно растущей отраслью в индустрии звукозаписи. Ведь мы понимаем, что объемное звучание, с правильной пространственной локализацией источников относительно слушателя, нужно сначала записать.
Итак, что же такое «бинауральная звукозапись»?
В целом это система, внешне похожая на голову человека, в ушных раковинах которой установлены микрофоны. В таких системах, модель головы максимально точно скопирована, рассчитаны формы ушных раковин, плотность материала из которого изготовлена «голова» так же максимально соответствует параметрам человеческой головы. В нужных местах располагаются различные полости, служащие резонаторами, так же реализована костная проводимость.
Система бинауральной записи Neumann
Такие системы могут использовать до трех механизмов локализации звучания – интенсивностный, временной и частотный.
Основными представителями, будет «искусственная голова» фирмы Neumann, модель KU-100, так же можно рассматривать модель 4128C от фирмы B&K.
Одним из упрощенных вариантов такой записи будет так называемое «Sphere Stereo», где ненаправленные микрофоны устанавливаются на сферу диаметром около 20см, которая моделирует только основные параметры «головы».
Итак, мы рассмотрели основные, чаще всего используемые варианты расстановки микрофонов. Нашей задачей, было показать основные принципы расстановки и подключения, чтобы каждый смог подобрать себе более выигрышную систему, для конкретного случая звукозаписи.
В следующей статье, мы рассмотрим системы пространственной звукозаписи, которая сейчас набирает обороты, в связи с развитием технологии виртуальной реальности.
Музыкальных успехов вам. Берегите себя…
Автор статьи Альберт Сафронов, компания Поп-Мьюзик
% PDF-1.3 % 1 0 obj > поток конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 объект > поток hZn # 7} W @ t 8qCf4RӉe9Udl]; А.t @ e2OiJI2rx «GzƷc’1Nd [AǪn9lLd̬
Распиновка электретного конденсаторного микрофона, характеристики, лист данных
Электретный конденсаторный микрофон
Электретный конденсаторный микрофон
Электретный конденсаторный микрофон
Распиновка электретного конденсаторного микрофона
Нажмите на изображение для увеличения
Идентификация и конфигурация контактов:
Номер: | Имя контакта | Идентификационный номер | Описание |
1 | Выходной терминал | Окруженный черным слоем | Это выходной контакт микрофона. |
2 | Наземный терминал | Между клеммой и корпусом можно найти небольшое соединение (серебряная полоса) | Это заземляющий контакт микрофона |
Технические характеристики электретного микрофона:
- Рабочее напряжение: от 2 В до 10 В
- Потребление тока: 0.5 мА (макс.)
- Рекомендуемое рабочее напряжение: 2 В
- Рабочая частота: от 20 Гц до 16 000 Гц
- Импеданс: <2,2 кОм
Примечание. Чтобы узнать, почему эти параметры полезны, читайте дальше. Кроме того, техническое описание электретного конденсаторного микрофона можно найти внизу страницы
.Где использовать электретный микрофон:
Электретный конденсаторный микрофон (a.k.a Конденсаторный микрофон ) — наиболее распространенный тип преобразователя, который используется для обнаружения или измерения звуковых сигналов. Он работает точно так же, как обычный динамик, то есть при обнаружении звукового сигнала он производит электрические сигналы.
Итак, если вы ищете преобразователь для преобразования звуковых сигналов в окружающей среде в электрические сигналы для обнаружения звука или записи голоса, то этот микрофон может быть правильным выбором для вас.
Как использовать электретный микрофон:
Электретный микрофон имеет две пластины внутри, как у конденсатора; расстояние между пластинами прямо пропорционально звуку, присутствующему в окружающей среде.Ниже показана очень простая схема для начала работы с микрофоном. Рекомендуемое рабочее напряжение составляет 2 В, но оно может выдерживать до 10 В, так что вы даже можете использовать батарею на 9 В, в приведенной ниже схеме я использовал 5 В для работы с микрофоном.
Всегда помните, что микрофон имеет полярность, чтобы убедиться, что вы подключаете положительную (выходную) клемму к питанию через резистор, а клемму заземления к земле, как показано на схеме ниже.
Резистор R1 (10 кОм) используется для ограничения тока, протекающего через микрофон (максимум должен быть 0.5 мА), а конденсатор C1 (1 мкФ) используется для фильтрации шума постоянного тока, который может быть связан с аналоговыми электрическими сигналами (выходными). Также обратите внимание, что конденсатор также чувствителен к полярности, и положительный вывод должен быть подключен к выходному контакту микрофона. Этот конденсатор рассчитан на работу от 20 Гц до 16 000 Гц, поэтому любые звуковые волны в этом диапазоне будут улавливаться микрофоном.
Приложения:- Детекторы шума
- Модули голосового управления
- Диктофон
- Мониторы активности
2D модель микрофона:
LM393 Схема расположения выводов модуля датчика обнаружения звука, особенности, схема и техническое описание
LM393 Модуль датчика обнаружения звука
Модуль датчика обнаружения звука
Модуль датчика обнаружения звука
Распиновка модуля датчика обнаружения звука
Нажмите на изображение для увеличения
Модуль датчика обнаружения звука определяет интенсивность звука, когда звук обнаруживается через микрофон и подается в операционный усилитель LM393 .Он включает встроенный потенциометр для регулировки заданного значения уровня звука.
Конфигурация контактов модуля датчика обнаружения звука
Имя контакта | Описание |
VCC | Вывод Vcc питает модуль, обычно + 5В |
ЗЕМЛЯ | Заземление источника питания |
DO | Вывод цифрового выхода.Непосредственно подключен к цифровому выводу микроконтроллера |
АО | Вывод аналогового выхода. Непосредственно подключен к аналоговому выводу микроконтроллера |
- Рабочее напряжение: от 3,3 В до 5 В постоянного тока
- Компаратор LM393 с заданным порогом
- Размер печатной платы: 3.4 см * 1,6 см
- Расстояние индукции: 0,5 метра
- Рабочий ток: 4 ~ 5 мА
- Чувствительность микрофона (1 кГц): от 52 до 48 дБ
- Простота использования с микроконтроллерами или даже с обычными цифровыми / аналоговыми ИС
- Маленький, дешевый и доступный
Модули альтернативных датчиков: модуль инфракрасного датчика , модуль акселерометра ADXL335, модуль магнитометра HMC5883L, датчик влажности почвы, модуль датчика пламени, модуль датчика эффекта Холла
Связанные компоненты: микрофон , ИС компаратора LM393, потенциометр 10K, светодиод, резистор
Краткая информация о модуле датчика обнаружения звука
Этот модуль датчика обнаружения звука состоит из микрофона, резисторов, конденсатора, потенциометра, компаратора LM393 IC, питания и светодиода состояния в интегральной схеме.
LM393 ICLM393 Компаратор IC используется в качестве компаратора напряжения в этом модуле датчика обнаружения звука. Контакт 2 LM393 подключен к Preset (10 кОм Pot), а контакт 3 подключен к микрофону. ИС компаратора будет сравнивать пороговое напряжение, установленное с помощью предустановки (контакт 2) и контакта микрофона (контакт 3).
МикрофонМикрофон в модуле звукового датчика улавливает звук. Этот звук подается на микросхему LM393.
Пресет (триммер)Используя встроенную предустановку, вы можете настроить порог (чувствительность) цифрового выхода.
Как использовать модуль датчика обнаружения звука Модуль датчика обнаружения звукасостоит из четырех контактов: VCC, GND, DO, AO. Вывод цифрового выхода подключен к выходному выводу микросхемы компаратора LM393, а аналоговый вывод — к микрофону. Внутренняя электрическая схема модуля датчика обнаружения звука приведена ниже.
Использовать модуль датчика обнаружения звука с микроконтроллером очень просто. Подключите аналоговый / цифровой выход модуля к аналоговому / цифровому контакту микроконтроллера. Подключите контакты VCC и GND к контактам 5V и GND микроконтроллера. Когда уровень звука превышает заданное значение, на модуле загорается светодиод, и выход устанавливается на низкий уровень.
Приложения- Слуховые аппараты
- Телефоны
- Магнитофоны и караоке
- Живое и записанное аудио оборудование
- Радиовещание и телевещание
- Технология распознавания речи
Определение потребностей в кабелях и стандарт проводки для разъемов DB-25
Часто люди смотрят на разъемы на задней панели устройства, чтобы понять, какие кабели им понадобятся.Хотя это не лучший способ разобраться во всем, в большинстве случаев он дает результаты. Если вы увидите разъем RCA и попросите «кабель RCA», вы, вероятно, найдете подходящий кабель (хотя существуют кабели разных типов, в которых используется разъем RCA). Но если вы не получите немного дополнительной информации, скорее всего, у вас возникнут проблемы, когда вы увидите разъем DB-25 на задней панели аудиоустройства.
Разъемы DB-25, или D-sub, изначально создавались для компьютерных приложений. Аудиоиндустрия приняла DB-25 как способ подключения нескольких каналов к устройствам и выхода из них, занимая при этом минимальное пространство.В этом плане отлично работает разъем DB-25. Однако использование этого разъема проблематично, поскольку не существует единого общепринятого способа его подключения. На самом деле, когда речь идет о DB-25 в мире аудио, существует три широко используемых правила подключения.
В некоторых устройствах используются разъемы D-sub для ввода или вывода восьми каналов сбалансированного аналогового звука. Для каждого симметричного канала требуются три контакта — один для положительного сигнала, один для отрицательного и один для экрана, и каждый канал сгруппирован в виде треугольника путем взятия двух контактов из одного ряда и одного контакта из другого.Для восьми каналов требуется 24 контакта, а контакт 13 просто не используется. Сбалансированная змея серии Hosa DTM-800 устроена таким образом. Он подключается к выходу DB-25 и разделяется на восемь штекерных разъемов XLR. Микрофонный предусилитель Precision 8 от True Systems использует разъем DB-25 для вывода всех восьми каналов. Это позволяет подключить один кабель с восемью каналами к аудиоинтерфейсу или микшеру.
Профессиональные аудиоустройства также могут использовать один разъем DB-25 для восьми каналов ввода и вывода (I / O) с использованием формата AES3 или AES / EBU.Этот цифровой аудиоформат позволяет устройствам отправлять два аудиоканала по одной сбалансированной аудиолинии. Здесь действительно весело, поскольку существует два стандарта для многоканального ввода-вывода AES / EBU, и производители выбирают, какой из них использовать.
Первый известен как стандарт проводки Tascam. Стандарт подключения Tascam такой же, как и аналоговый стандарт на конце разъема DB-25. Однако провод должен быть другим, так как он не передает аналоговый звук. Спецификация AES3 требует наличия симметричного кабеля с сопротивлением 110 Ом для сигналов AES / EBU.В отличие от аналоговых змей, змейки AES / EBU несут два цифровых канала на каждой симметричной линии. Это означает, что через одну змейку DB-25 устройство может отправлять восемь каналов и принимать восемь каналов одновременно. Если вы используете цифровую змею, которая выходит на разъемы XLR, у нее будет четыре штекерных и четыре гнездовых разъема XLR вместо четырех подобных разъемов на аналоговых змеях. Avid и Universal Audio — две компании, использующие стандарт Tascam. Avid ProTools HD I / O использует AES / EBU через разъем DB-25.
Такие компании, как Apogee и Mackie, среди прочих, приняли стандарт проводки Yamaha для своих входов / выходов AES / EBU. Провод такой же, как и у цифровых змей Tascam, но конфигурация контактов сильно отличается. В этом случае заземляющие провода находятся на одной стороне разъема, а другая сторона получает проводники. Преобразователь Lynx Aurora 16 AD / DA использует AES / EBU со стандартом Yamaha.
Обратите внимание, что если вы подключаете два цифровых устройства, вы должны убедиться, что используете правильную распиновку для каждого.Если одно из ваших устройств использует стандарт Tascam для ввода-вывода AES / EBU, а другое — стандарт Yamaha, вы все равно можете использовать их вместе. Однако вы должны использовать змейку с распиновкой Tascam на одном конце и распиновкой Yamaha на другом. Из аналогового в цифровой не все так просто. Вы не можете использовать змейку DB25 для соединения AES / EBU и аналоговых сигналов. Для этого потребуется отдельный интерфейс, что является темой для отдельного обсуждения.
В следующий раз, когда вы повернетесь к задней панели устройства за ответами по кабелю, помните, что тип разъема — это еще не все, особенно для DB-25.Ваш первый вопрос должен заключаться в том, смотрите ли вы на аналоговое или цифровое соединение. Если он цифровой, следующим шагом будет определение стандарта проводки, используемого устройством. Эти шаги уменьшат головную боль в будущем и гарантируют, что вы купите правильную змею DB-25 с первого раза.
— Хосе Схема подключения микрофонаМы создали эту страницу, чтобы помочь людям понять, что не все микрофоны подключены одинаково. Например, то, что два разных микрофона имеют 4 контакта, не означает, что они подключены одинаково, даже если они одного производителя! Разные производители могут подключать свои микрофоны по-разному.Как правило, производитель радиостанций подключает свои микрофоны одинаково, чтобы микрофоны могли быть взаимозаменяемыми между их радиостанциями, однако это не всегда так.
Например, радиомодули Cobra 4 Pin подключены 1) Экран 2) Аудио 3) Передача 4) Прием, пока радиостанции Midland 4 Pin подключены 1) Аудио 2) Экран 3) Прием 4) Передача. Есть некоторые марки радиостанций, которые имеют одинаковую общую проводку (например, Cobra и Uniden), но это не всегда так.
В списке ниже представлена некоторая информация о проводке микрофона.Подключение микрофона может быть достаточно неприятным, но когда вы не можете найти нужную информацию о проводке, это просто невозможно. Мы продолжим пытаться получить всю информацию, которую мы можем перечислить на этой странице.
Схема подключения радиомикрофона
Таблица и изображение выше подходят для следующих моделей:
(Дополнительное ПРИМЕЧАНИЕ: с ними совместим популярный Astatic 636L-DX1X)
Galaxy CB Радиостанции
- DX919
- DX929
- DX939
- DX949
- DX959
- DX979
- DX44V
- DX55V
- DX66V
- DX77V
Радиостанции Cobra CB
- 19 DX IV
- 148 GTL
- 18 WX ST II
- 19 DX IV Камуфляж
- 25 ООО
- 25 л. С.
- 25 NW LTD
- 25 Вт X NW ST
- 29 LTD Хром
- 29 LTD Классический
- 29 LTD DE
- 29 LX
- 29 LX Камуфляж
- 29 NW LTD
- 29 Вт X СЗ ST
Uniden CB Radios
- PC68ELITE
- PC68LTW
- PC68XL
- PC78ELITE
- PC78LTW
- PC78XL
- PRO505XL
- PRO510XL
- PRO520XL
Midland CB Radios
Подключение для C29 LX MAX и C29LTDBT:
- 1) Земля
- 2) Аудио
- 3) Передать
- 4) Получите
- 5) Кнопка BT
- 6) Микрофон BT
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ МИКРОФОНА
Виды концов штифта
Штырь Cobra 4 TX = белый, MOD = красный, REC = синий, экран / общий = оплетка / черный | Штырь Midland 4 TX =?, MOD =?, REC =?, Shield / Common =? |
Кобра 5-контактный TX = белый, MOD = красный, REC = синий, экран = оплетка, Общий = черный |
Цветовые коды проводки для 6-проводных микрофонов Astatic:
- Белый — Аудио
- Щит — Земля
- Синий — общий для переключения
- Красный — Нажми и говори (передача)
- Черный — Получить
- Желтый — Земля приема (обычно не используется)
НОВАЯ информация — 26.06.18
6-контактный микрофон президента DNC520 Подключение микрофона:
ПОДКЛЮЧЕНИЕ КАБЕЛЯ МИКРОФОНА:
1.Модуляция
2. RX
3. TX (вверх / вниз)
4.
5. Земля
6. Источник питания
Проблемы с микрофоном?
- Убедитесь, что соединения затянуты.
- Убедитесь, что контакты микрофона на радио соединяются со штекером микрофона. При необходимости можно очень осторожно развести штифты небольшой отверткой с плоским шлицем.
- Убедитесь, что ваш CB-микрофон надежно подключен.Проверьте вилку и шнур на наличие обрывов и повреждений. Также проверьте контакты в магнитоле на предмет повреждений.
- Убедитесь, что вы нажали кнопку микрофона CB до упора.
- Если это силовой микрофон или эхо-микрофон, убедитесь, что в нем есть батарея!
- Посетите нашу статью о поиске и устранении неисправностей радиоприемников для получения другой полезной информации.
Для чего используется разъем XLR? (схема подключения и распиновка штекера)
Разъем XLR — это тип электрического разъема, который в настоящее время в основном используется в различных типах аудио, видео, а также в сценическом осветительном оборудовании.Эти разъемы имеют круглую форму и могут иметь от 3 до 7 контактов. В большинстве случаев эти типы аудиоразъемов относятся к сбалансированному аудиосоединению, которое включает аудиосигнал AES3; Помимо этого, они также используются для низковольтных источников питания, управления освещением, а также для других приложений. Вы встретите разных производителей, которые, как известно, производят эти разъемы XLR, и эти разъемы обычно подпадают под действие стандарта IEC 61076-2-103, который является мировым стандартом для измерений.Хотя внешне они идентичны более компактным и старым разъемам DIN, они не совместимы с ними физически.
Теперь может возникнуть вопрос, что такое разъем XLR? Здесь мы хотели бы упомянуть, что эти соединители были изобретены человеком по имени Джеймс Кэннон, который также основал Cannon Electric (позже приобретенный ITT). По этой причине некоторые ветераны иногда называют эти разъемы «пушечными вилками». Эта инновационная вилка была названа Cannon Electric торговой маркой Cannon X-Series.Позже они добавили модель, которая состояла из защелки для фиксации кабелей вместе, и она была известна как Canon XL. И, в конце концов, была произведена модель с прочным и прочным составом из резины, окружающая гнездовое гнездо, известная как Cannon XLR. Следовательно, термин XLR на самом деле означает разъем Cannon серии X с защелкой и резиной.
1) Что такое XLR-кабель и разъем?
В настоящее время мы используем кабели XLR в различных типах аудиоприложений, от профессиональных сессий записи до живых выступлений.Эти кабели состоят из круглого разъема, а также трех контактов, которые помогают воспроизводить симметричный микрофон и сигналы линейного уровня на большом расстоянии. Способность кабеля XLR генерировать сбалансированный сигнал означает, что уменьшенный нежелательный шум будет приниматься возможным аудиосигналом от любых внешних электрических помех. Таким образом, исходный аудиосигнал будет сохранен даже в непосредственной близости от других электронных устройств на большом расстоянии.
2) Подключение XLR — разъемы типа папа / мама:
В наши дни разъемы XLR могут быть доступны как в женском, так и в мужском вариантах с кабелем, а также в вариантах монтажа на шасси — всего четыре стиля.Однако это немного необычно, учитывая, что один из этих стилей был опущен довольно многими конструкциями разъемов (обычно это разъем для монтажа на штыревой корпус).
Напротив, гнездовые соединители были разработаны для первоначального подключения контакта 1 (заземляющий контакт) до того, как контакт будет установлен другими контактами после того, как штекерный соединитель будет вставлен. При установке заземляющего соединения перед подключением к сигнальным линиям установка, а также удаление разъемов XLR в устройстве под напряжением становится возможным без необходимости принимать внешние сигналы (как обычно происходит с разъемами RCA. , например).
Количество выводов будет другим. Фактически, эти разъемы доступны с десятью контактами, а мини-разъемы — с восемью контактами. За исключением шестиконтактных моделей Switchcraft, в которых используется нестандартное управление контактами, разъемы XLR, производимые различными производителями, будут использоваться совместно.
Распиновка XLR
(Не стесняйтесь использовать это изображение, но добавьте на свой веб-сайт атрибут, указывающий пакет на страницу, используя только URL-адрес, мое имя или имя моего веб-сайта.Кроме того, можете прикрепить к Pinterest, если хотите.)
Если вы хотите поделиться этим сообщением, вы можете скопировать эту ссылку, а затем вставить в социальные сети или свой блог —
https://churchsoundtips.com/xlr-connector/
3) Подключение аудиокабеля XLR для звуковых пультов:
Теперь, когда мы знаем, что такое разъем XLR, позвольте нам пролить свет на кабели для звуковых панелей.
Несимметричные аудиокабели состоят из пары проводов, которые функционируют как проводники; один отвечает за передачу как земли, так и сигнала.Несмотря на то, что они сравнительно дорогие, они уязвимы для любого шума, создаваемого помехами от электрических полей любого ближайшего электронного устройства. По этой причине использование несимметричных кабелей не рекомендуется для всех приложений, где требуются длинные кабели. Рекомендуемая длина симметричных кабелей в настоящее время составляет от 25 до 30 футов. Для таких длин рекомендуется использовать некоторую форму «змеевидного кабеля», как его обычно называют, который в основном представляет собой длинный многожильный кабель с разъемами XLR на обоих концах.Прочтите мой пост о том, как записывать с микшера и о необходимых кабельных соединениях.
Сбалансированные кабели
Балансные аудиокабели состоят из трех проводов, которые функционируют как проводники, а именно отрицательного, положительного и заземляющего. Аудиосигнал передается как по положительному, так и по отрицательному проводу с противоположной полярностью. Это означает, что любой шум, возникающий от любого внешнего источника помех, будет сведен на нет.Для аудиоприложений, требующих большой длины от 25 до 30 футов, эти симметричные кабели идеально подходят для них.
Кабели XLR
Кабели XLR представляют собой симметричные кабели с круглыми разъемами и тремя контактами — положительным, отрицательным и заземляющим. По сути, они почти идентичны кабелю TRS (Tip Ring Sleeve). Однако есть одно существенное отличие: эти кабели на самом деле похожи на кабели со стандартным разъемом.Сигналом заземления всегда является «контакт 1» (контакт, который находится с левой стороны, обращен к штекерному разъему, или к отверстию, которое находится с правой стороны, если смотреть на гнездовой разъем).
Как работают кабели XLR?
Положительный аудиосигнал вместе с сигналом заземления и отрицательным аудиосигналом будет передаваться по кабелю XLR после подключения 2 симметричных устройств. Помимо инвертирования, как положительный, так и отрицательный аудиосигналы похожи друг на друга.В случае каких-либо электрических помех этот шум входит как в отрицательный аудиосигнал, так и в положительный аудиосигнал. Как только оба сигнала достигнут сбалансированного устройства на конце цепи, один звуковой сигнал будет инвертирован. Однако эти два сигнала во всем похожи друг на друга. Тем не менее, шум, который был в звуковом сигнале, теперь инвертируется. Фактически, они будут нейтрализовать друг друга, как только исходный шум объединится с инвертированным шумом. В этом случае останется только исходный звуковой сигнал.
4) Для чего используются кабели XLR? — микрофонов:
Помимо безупречной записи инструментов и других источников звука, микрофоны XLR отлично подходят для подкастинга, а также для записи голоса.
Будучи менее чувствительными по сравнению с конденсаторами, динамические микрофоны автоматически выбираются при записи более чем одного человека в одной комнате или в случае отсутствия спокойной зоны записи. Более того, вам также нужно быть очень близко к микрофону.Динамические микрофоны обычно используются живыми исполнителями, чтобы не брать в руки какой-либо другой инструмент во время выступления.
Напротив, будучи более точными и чувствительными, конденсаторные микрофоны окажутся полезными при записи соло в тихой обстановке. Этим микрофонам требуется внешнее питание, которое в настоящее время поставляется с большинством высококачественных цифровых аудиоинтерфейсов. Посмотрите мой другой пост о том, как выбрать микрофон для пения, а также мой пост о лучших хоровых микрофонах.
5) Переходники для разъемов XLR:
Это факт, что сбалансированный звук является обязательным условием для профессиональных приложений, поскольку он помогает устранить любой автоматический шум сигнала, который может испортить воспроизводимый звук. Высококачественные разъемы XLR, а также адаптеры также жизненно важны для этого процесса, поскольку они играют ключевую роль в обеспечении сбалансированного звука в микрофонах и других компонентах и из них. Вы встретите широкий спектр адаптеров XLR, которые обеспечивают подключение XLR между мужчинами и женщинами, а также между мужчинами и женщинами, помимо подключений со стерео и моно разъемами и штекерами.Очень важно иметь под рукой подходящий адаптер XLR, который может оказаться для нас чрезвычайно полезным.
Соображения:
Сбалансированный сигнал может быть доставлен только по кабелям XLR, если оба устройства на каждом конце сигнала также сбалансированы. Любое несимметричное аудиоустройство приведет к несбалансированности всей сигнальной цепи. Кроме того, будет разумно всегда уточнять у производителя, чтобы убедиться, что гаджет сбалансирован.
Источники:
https: // en.wikipedia.org/wiki/XLR_connector
Как выбрать микрофоны MEMS
Сегодня большинство аудиопродуктов, от динамиков Bluetooth до устройств с голосовыми командами, теперь содержат по крайней мере один микрофон. Если продукт был разработан пару лет назад, в нем был электретный конденсаторный микрофон (ECM), но сегодня он, скорее всего, будет использовать микрофон MicroElectrical-Mechanical System (MEMS). Спецификации микрофонов MEMS имеют некоторые отличия, и эта статья затрагивает эти моменты.
Сегодня большинство аудиопродуктов, от динамиков Bluetooth до устройств с голосовыми командами, теперь содержат как минимум один микрофон.Если продукт был разработан пару лет назад, в нем был электретный конденсаторный микрофон (ECM), но сегодня он, скорее всего, будет использовать микрофон MicroElectrical-Mechanical System (MEMS). Спецификации микрофонов MEMS имеют некоторые отличия, и эта статья затрагивает эти моменты. МикрофоныMEMS — это полупроводниковые микромашинные устройства, пришедшие на смену более сложным и громоздким преобразователям. Ноулз представила один из первых микрофонов MEMS, выпускаемых на коммерческой основе, почти 25 лет назад, с микроминиатюрной емкостной топологией.В то время как была еще дюжина других ранних разработчиков микрофонов MEMS, большинство из них не дожили до зрелости или были приобретены из-за проблем, которые представляла эта технология, а также из-за недостаточной устойчивости венчурных инвестиций, стоящих за многими из этих усилий.
Устаревший микрофон MEMS был проблематичным. В течение десятилетий процессы изготовления, необходимые для выполнения многих критических этапов, выходили из-под контроля, а акустические характеристики уступали существующим микрофонным технологиям.Это было только в последние пять лет или около того с тех пор, как все это действительно собралось вместе для индустрии микрофонов MEMS. Сегодня микрофоны MEMS доминируют в потребительских товарах, и разработчики аудиопродукции отошли от ECM. Однако микрофоны MEMS часто не предназначены для прямой замены, и здесь есть что учитывать! Микрофоны МЭМС различаются, и при покупке микрофона МЭМС следует учитывать несколько факторов.
Что внутри?
Микрофон MEMS обычно состоит из емкостного микрофонного элемента, который подключен к специализированной интегральной схеме, известной как ASIC (см. Рисунок 1).ASIC работает как предусилитель (см. Рисунок 2). И микрофонный элемент, и ASIC собраны и подключены к корпусу для поверхностного монтажа (см. Фото 1). Некоторые микрофоны MEMS имеют единую подложку с микрофоном и предусилителем на одном куске кремния. Новое поколение микрофонов MEMS использует пьезомикрофонный элемент с ASIC. Для микрофонов ECM и MEMS требуется небольшое напряжение смещения, а схемы смещения сопоставимы, а для микрофонов MEMS требуется немного меньше энергии.
Что снаружи
Микрофоны МЭМС монтируются на гибкую печатную плату или на твердую печатную плату с использованием технологии поверхностного монтажа (SMT) с мелким шагом пайки потоком, как правило, вместе с остальными компонентами SMT. Упаковка может быть пластиковой или находиться в металлической банке. Кроме того, некоторые микрофоны MEMS включают экран Фарадея для повышения устойчивости к радиочастотам. В то время как ECM имеют форм-фактор трубки, обычно диаметром от 4 до 8 мм, микрофоны MEMS представляют собой микроблоки SMT с огибающей по умолчанию 3.50 мм × 2,65 мм × 0,98 мм. Однако многие производители предлагают еще более компактные пакеты.
Нижний порт или верхний порт
Корпус SMT, в котором находится микрофон MEMS, может иметь звуковую апертуру сверху или снизу. Если он находится внизу, то печатная плата, к которой она припаивается, должна быть тонкой (возможно, гибкой печатной платой) и иметь отверстие, которое совпадает с портом микрофона MEMS. Традиционно микрофоны MEMS были нижним портом для компенсации недостатка отношения сигнал / шум, но сегодня микрофоны MEMS могут использовать любой подход и по-прежнему обеспечивать высокую производительность.
МЭМС-микрофоны, аналоговые
Аналоговые микрофоны MEMS предлагаются с несимметричными или сбалансированными дифференциальными выходами. Конечно, использование аналогового MEMS-микрофона со сбалансированным выходом является хорошей защитой, если вокруг вашего продукта будут распространяться электромагнитные помехи (EMI) / RF.
Чем отличается аналоговая топология
В некоторых примечаниях к применению для микрофонов MEMS, например, от Cirrus Logic / Wolfson, предлагается псевдодифференциальный предусилитель, который даст некоторые преимущества от выбора дифференциального аналогового микрофона по сравнению с несимметричным аналоговым микрофоном MEMS (например.g., где вы используете кодек, который имеет только несимметричные входы, следующие за псевдодифференциальным предусилителем). Для типичных дифференциальных емкостных аналоговых микрофонов MEMS можно использовать двойные решетки, которые обеспечивают улучшенную помехозащищенность по сравнению с несимметричными входами. В пьезо-МЭМС два набора кантилеверов работают по-разному для обеспечения высокой помехоустойчивости, что можно увидеть в характеристиках подавления пульсаций источника питания.
ПСР и ПСР
Коэффициент подавления источника питания (PSRR) — это уровень шума от источника питания, который может подавлять конкретное устройство. Импульсные источники питания, реле, двигатели и многое другое могут сбрасывать мусор переменного тока и переходные процессы в шины питания (PSR). PSRR — это индикатор компонента (например, микрофон MEMS, регулятор напряжения, операционный усилитель и т. Д.) Для подавления этих помех. PSRR позволяет измерить, насколько хорошо схема отклоняет пульсации различной частоты, подаваемые на ее вход.В таких источниках исторически преобладали гудения 50/60 Гц от электросети, но глобальная система для мобильных (GSM) и мультиплексирования с временным разделением (TDM) смартфонов теперь часто вызывает большее беспокойство.
Цифровые МЭМС-микрофоны
ASIC определяет аналоговый или цифровой выход, который может быть просто аналоговым предусилителем, или ASIC может также следовать за предусилителем с аналого-цифровым преобразователем (ADC), который обычно обеспечивает выход с импульсной кодовой модуляцией (PCM), но с несколькими цифровыми микрофонами MEMS. предлагаются с цифровыми выходами I2S.
Устойчивость цифровых МЭМС к помехам
Цифровые микрофоны MEMS предлагают даже большую помехоустойчивость, чем аналоговые MEMS. Что касается времени выхода на рынок, чтобы избежать необходимости настраивать макет платы, если вас ждут проблемы с шумом, то лучше всего подойдет цифровая технология. Если характеристики микрофона имеют решающее значение для вашего типа и класса продукта, лучше использовать аналоговый.
Точка акустической перегрузки
Аналоговые микрофоны MEMS обычно имеют лучшую акустическую точку (AoP), в которой возникают серьезные искажения.Аналоговая перегрузка MEMS немного более изящна, чем цифровая. Цифровая MEMS AoP может составлять всего 116 дБ, а чаще всего 120 дБ. Аналоговый AoP обычно превышает 120 дБ и может достигать 130 дБ или более на некоторых микрофонах MEMS.
Отношение сигнал / шум
Когда-то микрофоны MEMS были убийцей для большинства серьезных приложений. Они догнали ECM с обычными аналоговыми и цифровыми микрофонами MEMS, достигающими уровня сигнал / шум выше 60 дБ. Наушники с активным шумоподавлением требуют отношения сигнал / шум 65 дБ или выше, и есть довольно много микрофонов MEMS, которые достигают этого, и несколько аналоговых микрофонов MEMS, которые на несколько децибел лучше.Положитесь на 70 дБ от нескольких поставщиков в 2017 году.
Направленность
Все микрофоны MEMS являются всенаправленными, и для достижения характеристик направленности они используются в виде решеток или имеют акустическую конструкцию для достижения направленности. Одно из требований к микрофонным решеткам состоит в том, чтобы микрофоны были точно согласованы по чувствительности и отклику и могли поддерживать это единообразие с течением времени.
Производство
Микрофоны MEMS содержат микрофонный элемент, ASIC и корпус.Некоторые поставщики являются производителями полупроводников для микрофонных элементов МЭМС, другие — производителями микросхем в сфере ASIC, а другие поставщики поставляют упаковку.