Како дизајнирати мерач нивоа звука на основу МЕМС-а?
МЕМС су микроелектромеханички системи који су произведени коришћењем истих материјала (обично силицијум) и техника јеткања које се користе за прављење микроелектронских кола. Ове технике могу изградити структуре на микро и наноразмери са високом прецизношћу и поновљивошћу. МЕМС микрофони су веома мали, али веома осетљиви (под буке је обично бољи од 30 дБА). Многи МЕМС микрофони интегришу чипове за појачавање и дигитално узорковање на нивоу уређаја (чак и на нивоу чипа), чиме директно обезбеђују дигиталне сигнале и смањују трошкове других делова система или инструмента. Поред тога, директна интеграција аналогно-дигиталних кола на нивоу уређаја елиминише електромагнетни шум повезан са аналогним улазним линијама у конвенционалним дизајнима.
МЕМС микрофони се производе помоћу строго контролисаног процеса микројеткања, тако да су индивидуалне карактеристике сваког МЕМС микрофона изузетно конзистентне. Веома су линеарни (0.1 проценат укупне хармонијске дисторзије (ХД) или бољи при 1кХз/94дБ СПЛ) и имају широк динамички опсег (обично бољи од 30дБА до 120дБА). Поред тога, МЕМС микрофони имају малу осетљивост на промене температуре, а исто тако, њихове дијафрагме микрофона су толико мале и танке да су више од 10 пута мање осетљиве на вибрације од електростатичких микрофона. Поред тога, МЕМС микрофони су широко доступни на тржишту потрошачке електронике, тако да су и веома јефтини. Њихова осетљивост остаје веома стабилна током времена и обично не захтева поновну калибрацију да би остала у оквиру спецификација типа И.
Ове предности чине МЕМС микрофоне идеалним за дизајн. Наравно, МЕМС микрофони имају неке недостатке које треба надокнадити ако желе да дизајнирају ефикасан мерач нивоа звука.
Пошто МЕМС микрофони обезбеђују дигиталне сигнале на нивоу уређаја, није могуће уклонити шупљину осетљиву на притисак из кола и тестирати аналогну везу у изолацији. Сви релевантни стандарди за мерење нивоа звука написани су 1970-их и претпостављали су да се дизајн мерача нивоа звука састоји од једне шупљине микрофона која покреће аналогни процесни ланац или аналогно-дигитални претварач (АДЦ) праћен ланцем дигиталне обраде. Ово захтева употребу електричних сигнала уместо микрофона за тестирање мерача нивоа звука. МЕМС микрофони, с друге стране, довршавају аналогно-дигиталну конверзију на нивоу уређаја, што значи да иако мерач нивоа звука може имати перформансе потребне да би био у складу са стандардом, не може се тестирати коришћењем метода наведених у тај стандард.
Због веома мале величине силиконских структура МЕМС микрофона, чак и ситне честице прашине могу лако ући у шупљину микрофона и оштетити их. Екстремно високи статички и динамички напони (обично изнад 160 дБ-СПЛ) такође могу проузроковати оштећење ових малих силиконских структура.
МЕМС микрофони обично имају оштре резонанције у опсегу од 10 кХз до 20 кХз. Корекција за ову резонанцију је потребна тако да фреквенцијски одзив мерача нивоа звука буде у границама одговарајућег стандарда.
