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也许您还记得几年前的营销活动中有这么一句话：“现在能听到了吗？” 今天设计的设备，从可穿戴设备到家庭辅助设备，都越来越多地被要求“聆听”环境。设备采用合适的传声器能够准确地捕捉几乎任何声音，而构建传声器时最常用的两种技术是MEMS和驻极体电容技术。虽然这两种技术的工作原理类似，但在很多用例中仍需在这两者之中作出选择。考虑到这一点，我们将回顾MEMS和驻极体电容传声器的基本原理，比较两种技术之间的区别，并概括每种解决方案的优势。

MEMS传声器基本原理

MEMS传声器采用置于印刷电路板（PCB）并以机盖防护的MEMS（微机电系统）组件构建而成。在外壳上制作小孔，便于声音进入传声器，孔位于顶盖的叫作顶部端口型号，而孔位于PCB内部的叫作底部端口型号。MEMS组件设计通常会在半导体晶圆上构造机械振膜和安装结构。

MEMS振膜形成一个电容器，而声压波则会引起振膜的运动。MEMS传声器通常含有另一个半导体晶圆，用作音频前置放大器，将MEMS的变化电容转换为电信号。如果用户需要模拟输出信号，可为其提供音频前置放大器的输出。如果用户需要数字输出信号，就在与音频前置放大器所处的同一晶圆上加入模数转换器（ADC）。MEMS传声器中数字编码采用的通用格式是脉冲密度调制（PDM），可以只和一个时钟和一条单独的数据线通信。数据采用单比特编码，从而简化了接收器中数字信号的解码。

驻极体电容传声器基本原理

驻极体电容传声器 (ECM)的构造如下图所示。

驻极体振膜（具有固定表面电荷的材料）靠近导电板隔开放置，并且和MEMS传声器相似，也会形成一个电容器，以气隙作为电介质。通过电容器的电压随着电容值的变化而变化，而电容的变化是由移动驻极体振膜的声压波引起的，ΔV= Q /ΔC。电容器电压变化由传声器外壳包覆的JFET进行放大和缓冲。JFET通常采用共源配置，而外部应用电路则采用外部负载电阻和隔直电容。

不同传声器技术的区别

在ECM和MEMS传声器之间进行选择时需要考虑许多因素。MEMS传声器这种新技术拥有诸多优势，因而市场份额持续快速增长。例如，空间受限的应用会发现MEMS传声器的小封装尺寸具有吸引力，而由于MEMS传声器结构中兼具模拟和数字电路，所以能够同时降低PCB面积和组件成本。模拟MEMS传声器的输出阻抗相对较低，而数字MEMS传声器的输出非常适合电噪声环境中的应用。在高振动环境中使用MEMS传声器技术可以降低机械振动引起的有害噪声水平。此外，采用半导体制造技术并且加入音频前置放大器之后，使得制造具有紧密匹配和温度稳定性能特征的MEMS传声器成为可能。在将MEMS传声器用于阵列应用时，这些要求严苛的性能特性尤其具有优势。在产品制造过程中，MEMS传声器也可以通过拾取和放置机器进行轻松搬运，并且可以耐受回流焊接温度曲线。

尽管MEMS传声器正在迅速普及，但仍存在优先选用驻极体电容传声器的应用。许多传统设计都采用了ECM，因而如果项目是对现有设计的简单升级，则最好继续使用ECM。可以选用引脚、电线、SMT、焊盘和弹簧触点将ECM连接到应用电路，从而为工程师提供了额外的设计灵活性。如果需要防尘和防潮，则具有高异物防护（IP）等级的ECM产品由于自身物理尺寸较大，所以更容易被发现。对于需要不均匀空间灵敏度的项目，ECM产品具备固有的取向，可以是单向型也可以是噪声消除型，而ECM的工作电压范围广，所以对于具有松散调节电压轨的产品而言，可能是首选解决方案。

为您的项目选择合适的传声器技术

决定使用驻极体电容传声器还是MEMS传声器取决于您的项目要求。虽然MEMS传声器由于具有众多内在优势而持续普及，但由于ECM具有更广泛的封装和方向选择，所以仍可用于各种应用。无论选择哪种技术，CUI都会不断开发和供应形形色色的传声器和产品，帮助您的项目“聆听”需要听到的声音。