211service.com
Lētāki MEMS mikrofoni
Mikroprocesori un atmiņas mikroshēmas ir samazinājušās, jo ir palielinājusies to veiktspēja. Bet lielākoties mikrofonu tehnoloģija ir atpalikusi. Tagad uzņēmums Pitsburgā, Akustika , palīdz paātrināt arī šīs ierīces, integrējot mikrofonus tieši integrētajās shēmās, izmantojot procesu, kas ir gandrīz identisks tam, kā mikroshēmu ražotāji masveidā ražo mikroprocesorus.
Mikrofona izgatavošana mikroshēmā radīs mazākus, lētākus mikrofonus, kas varētu piedāvāt labākas kvalitātes audio ierakstītājus mobilajiem tālruņiem, kamerām un balss pārraides interneta protokola (VoIP) zvaniem, saka Kens Gabriels, Akustica līdzdibinātājs un vadītājs. tehnoloģiju virsnieks.
Gadiem ilgi pētnieki, izmantojot pusvadītāju materiālus, ir būvējuši mazus mikrofonus un citas ierīces ar mehāniskām un elektriskām sastāvdaļām – žiroskopus, akselerometrus, spiediena sensorus. Šīs ierīces ir pazīstamas kā MEMS (mikroelektriski mehāniskām sistēmām). MEMS mikrofonu ražotāji ražo ierīces, uzklājot silīcija slāņus. Pēc tam lielākā daļa no tiem veic atsevišķu darbību: savieno mikrofonu ar mikroshēmu, kurā ir shēma, lai manipulētu ar skaņu, kad tā ir savākta.
Gabriels uzskata, ka viņa uzņēmuma pieeja vienkāršo procesu, izgatavojot mikrofonu un shēmas vienā mikroshēmā, tajā pašā laikā un izmantojot tos pašus materiālus.
MEMS mikrofonu tirgus aug, īpaši klēpjdatoriem, jo arvien vairāk cilvēku savos klēpjdatoros izmanto VoIP pakalpojumus, saka Gabriels. Un viņš apgalvo, ka tradicionālais mikrofons, kas nav MEMS, lielākajā daļā klēpjdatoru nav ideāls VoIP.
Šīs parastās sistēmas ir izgatavotas no Electret kondensatora mikrofoniem jeb ECM, kā arī vadiem un shēmām, kas pārraida audio signālu un apstrādā to. ECM uztver skaņu tās analogajā formā. Šis analogais signāls tiek nosūtīts uz shēmu, kas to pārvērš digitālā informācijā. Tomēr pa ceļam analogais signāls ir pakļauts traucējumiem no elektriskajiem laukiem, ko rada datora monitors un Wi-Fi antena. Lai izvairītos no skaņas kvalitātes pasliktināšanās, ECM ir jāizolē no šiem laukiem. Šī izolācija padara sistēmu apjomīgu un ierobežo tās ievietošanu klēpjdatorā; ECM bieži atrodas tastatūras tuvumā — tā ir neērta vieta sarunu vadīšanai, izmantojot VoIP vai videokonferences.
Akustica sistēma ir kompaktāka nekā tradicionālās mikrofonu sistēmas, jo tā uztver skaņu un pārvērš to digitālā signālā tajā pašā mikroshēmā. Kad skaņas viļņi skar mikrofona membrānu – plānu metāla sietu mikroshēmas vidū –, tas vibrē, radot spriegumu, kas satur informāciju par analogo skaņas signālu. Taču, tā kā analogais signāls tiek ražots un pārveidots par ciparu signālu tajā pašā mikroshēmā, tam nekad nav jāpiedzīvo skarba elektromagnētiskā vide ārpus ķēdes. Un, tā kā traucējumi rada mazāku problēmu, izolācija nav nepieciešama. Tas ļauj inženieriem novietot mikrofonu visur, kur mikroshēma var ievietot klēpjdatorā; Gabriel saka, ka vairāki Akustica mikrofoni var pat ietilpt klēpjdatora monitoru aptverošajā rāmī.
Lai izveidotu savus mikrofonus, uzņēmums ir sadarbojies ar iekārtām, kas ražo cita veida mikroshēmas. Tāpat kā citas mikroshēmas, Akustica ir izgatavotas no pusvadītāju materiālu, izolācijas materiālu un metālu slāņiem. Lai pievienotu mikrofonu, inženieri pārveidoja dažu slāņu dizainu, lai izveidotu membrānu no tā paša metāla, kas izmantots shēmā. Pēc tam Gabriels saka, ka mikroshēma tiek pēcapstrāde, kas ietver darbības, lai iegravētu daļu no mikroshēmas esošā silīcija, lai atklātu aprakto metāla membrānu. Viņš piebilst, ka šo pēdējo apstrādi var veikt lēti un ātri.
Tā kā pusvadītāju masveida ražošana ir salīdzinoši lēta, Akustica tehnika varētu kļūt par lētāko metodi mikrofona izgatavošanai, saka Džonatans Bernsteins, pētnieks no Kembridžas, MA. Draper laboratorija , kas darbojas ar mazām mikrofonu sistēmām. Tomēr viņš piebilst, ka, izmantojot pusvadītāju procesu, lai izveidotu ierīci, piemēram, mikrofonu, pastāv kompromiss. Viņš saka, ka varētu izveidot potenciāli augstākas kvalitātes akustisko sistēmu, ja dizains nebūtu ierobežots ar tiem pašiem materiāliem, kas izmantoti ķēdē.
Un, lai gan mikrofona integrēšana ķēdē varētu būt izdevīga dažām lietojumprogrammām, citiem tas var nebūt vajadzīgs, saka Levents Degertekins , mašīnbūves profesors Džordžijas Tehnoloģiju institūtā Atlantā. Viņš saka, ka dzirdes aparātu ražotāji nevēlas, lai šīs iespējas tiktu iebūvētas, jo viņiem ir sava digitālā shēma, kas darbojas labi. Tā vietā viņš saka, ka pašlaik labākā lietojumprogramma viena mikroshēmas mikrofoniem ir klēpjdatoru tirgus.
Uzņēmums Akustica, kas 2001. gadā izveidojās no Kārnegija Melona universitātes pētniecības projekta, sāka piegādāt savu pirmo mikrofonu šā gada sākumā. Ierīce pašlaik tiek izmantota dažos Fujitsu klēpjdatoros, un pagājušajā mēnesī uzņēmums paziņoja par otru produktu, kas apvieno divus mikrofonus vienā vadā, lai iegūtu vairāk skaņas. Paredzams, ka tā parādīsies produktos līdz gada beigām.