Дизајн и примена мерача нивоа звука заснованог на МЕМС
Дизајнирање и израда ефикасног мерача нивоа звука захтева превазилажење горе наведених недостатака, а најважнији фактор је да се обезбеди да фреквенцијски одзив буде раван у односу на специфицирани теоријски пондерисани одзив (дБ-А, дБ-Ц или дБ-З). Резонанција високе фреквенције и пригушивање МЕМС микрофона варирају од појединца до појединца, тако да је важно прецизно измерити резонанцију и оптимизовати филтер за корекцију како би се изравнао одзив. Током производње, Цонвергенце Инструментс користи технологију адаптивног филтера да идентификује и оптимизује филтере корекције за сваки фактор тежине.
Процес је потпуно аутоматизован и траје 30 секунди по инструменту. На сликама 3, 4 и 5 приказана је грешка у односу на теоретски дБ-Ц одзив за некориговани микрофон и кориговани филтрирани микрофон. Постоје две доступне методе за корекцију одговора.
Метод 1: Као стандардна спецификација, одзив мора бити раван од 20Хз до 10кХз. Изнад 10 кХз, мора тачно да прати средишњу тачку између две граничне линије ИЕЦ61672-2002 типа И. Ово обезбеђује најбољу маргину за испуњавање тог стандарда.
Метод 2: Инструменти конвергенције такође могу смањити одзив на 20 кХз као посебан захтев.
Борба против прашине се врши помоћу еПТФЕ мембране, која има изузетно малу порозност да спречи улазак прашине или чак течности у шупљину микрофона. Најбоље еПТФЕ мембране за МЕМС микрофоне имају слабљење од око 1дб са благом зависношћу од фреквенције, тако да се ова фреквентна зависност мора узети у обзир приликом извођења корекција фреквенцијског одзива након постављања мембране у микрофон.
Оштећењу МЕМС микрофона услед статичког или динамичког надпритиска не може се супротставити, а овој рањивости такође треба обратити пажњу. МЕМС микрофони су дизајнирани са рупама за еквилизацију у силиконској структури, али на ниским фреквенцијама временска константа еквилизације је дуга, што значи да брзе промене притиска могу оштетити микрофон. Типична ситуација која узрокује превелики притисак је укључивање микрофона у калибратор. Граница апсолутног максималног притиска од 160дБ-СПЛ значи само 0,02 атмосфере. Апсолутна граница максималног притиска се постиже уметањем микрофона у калибратор, тако да уметање микрофона у (и уклањање из) калибратора мора бити обављено што је спорије могуће како би се омогућило да микрофон изједначи притисак што је боље могуће и да се избегне оштећења. Такође имајте на уму да МЕМС микрофони нису најбољи избор за мерење звучних импулса високог притиска као што су експлозије или пуцњи. У таквим применама, мора се обезбедити да вршни притисак на месту мерења не достигне апсолутни максимални ниво притиска.
у закључку
Пошто су МЕМС микрофони дизајнирани и произведени за потрошачко тржиште, они су у стању да прихвате висококвалитетне сигнале по ниској цени. МЕМС производна технологија осигурава да су параметри сваког микрофона веома конзистентни и да су веома стабилни током времена и температуре. Високофреквентна резонанца МЕМС микрофона мора бити прецизно поништена да би се добила довољно прецизна спектрална осетљивост да би се испунили захтеви мерача нивоа звука типа И, који захтева напредне технике обраде сигнала. Међутим, с обзиром на огромну рачунарску снагу данашњих процесора, то не повећава значајно цену инструмента.
