Reka Bentuk dan Aplikasi Meter Aras Bunyi Berdasarkan MEMS
Mereka bentuk dan membina meter aras bunyi yang berkesan memerlukan mengatasi kelemahan yang disebutkan di atas, faktor yang paling penting ialah memastikan bahawa tindak balas frekuensi adalah rata berkenaan dengan tindak balas wajaran teori yang ditentukan (dB-A, dB-C atau dB-Z). Resonans frekuensi tinggi dan redaman mikrofon MEMS berbeza dari individu ke individu, jadi adalah penting untuk mengukur resonans dengan tepat dan mengoptimumkan penapis pembetulan untuk meratakan tindak balas. Semasa pengeluaran, Convergence Instruments menggunakan teknologi penapis adaptif untuk mengenal pasti dan mengoptimumkan penapis pembetulan bagi setiap faktor pemberat.
Proses ini adalah automatik sepenuhnya dan mengambil masa 30 saat bagi setiap instrumen. Rajah 3, 4, dan 5 menunjukkan ralat relatif kepada tindak balas dB-C teori bagi mikrofon yang tidak diperbetulkan dan mikrofon ditapis yang diperbetulkan. Terdapat dua kaedah yang tersedia untuk pembetulan respons.
Kaedah 1: Sebagai spesifikasi standard, tindak balas diperlukan untuk rata dari 20Hz hingga 10kHz. Di atas 10kHz, ia mesti mengikut tepat titik tengah antara dua garisan had IEC61672-2002 Jenis I. Ini memberikan margin terbaik untuk memenuhi piawaian tersebut.
Kaedah 2: Instrumen Penumpuan juga boleh meratakan tindak balas kepada 20kHz sebagai permintaan khas.
Habuk dilawan dengan membran ePTFE, yang mempunyai keliangan yang sangat kecil untuk menghalang sebarang habuk atau cecair daripada memasuki rongga mikrofon. Membran ePTFE terbaik untuk mikrofon MEMS mempunyai pengecilan kira-kira 1db dengan pergantungan frekuensi yang sedikit, jadi pergantungan frekuensi ini mesti diambil kira semasa melakukan pembetulan tindak balas frekuensi selepas meletakkan membran dalam mikrofon.
Kerosakan pada mikrofon MEMS akibat tekanan berlebihan statik atau dinamik tidak dapat diatasi, dan kelemahan ini juga memerlukan perhatian. Mikrofon MEMS direka bentuk dengan lubang penyamaan dalam struktur silikon, tetapi pada frekuensi rendah, pemalar masa penyamaan adalah panjang, yang bermaksud perubahan tekanan yang cepat boleh merosakkan mikrofon. Situasi biasa yang menyebabkan tekanan berlebihan ialah memasukkan mikrofon ke dalam penentukur. Had tekanan maksimum mutlak 160dB-SPL bermakna hanya 0.02 atmosfera. Had tekanan maksimum mutlak dicapai dengan memasukkan mikrofon ke dalam penentukur, jadi memasukkan mikrofon ke dalam (dan mengeluarkan dari) penentukur mesti dilakukan dengan perlahan yang mungkin untuk membolehkan mikrofon menyamakan tekanan sebaik mungkin dan mengelakkan kerosakan. Juga ambil perhatian bahawa mikrofon MEMS bukanlah pilihan terbaik untuk mengukur denyutan bunyi tekanan tinggi seperti letupan atau tembakan. Dalam aplikasi sedemikian, ia mesti dipastikan bahawa tekanan puncak di lokasi pengukuran tidak mencapai tahap tekanan maksimum mutlak.
Kesimpulannya
Oleh kerana mikrofon MEMS direka dan dikilangkan untuk pasaran pengguna, ia mampu memperoleh isyarat berkualiti tinggi pada kos yang rendah. Teknologi pembuatan MEMS memastikan bahawa parameter setiap mikrofon adalah sangat konsisten, dan ia sangat stabil dari masa ke masa dan suhu. Resonans frekuensi tinggi mikrofon MEMS mesti dibatalkan dengan tepat untuk mendapatkan sensitiviti spektrum yang cukup tepat untuk memenuhi keperluan meter aras bunyi Jenis I, yang memerlukan teknik pemprosesan isyarat lanjutan. Walau bagaimanapun, memandangkan kuasa pengkomputeran besar pemproses hari ini, ini tidak menambah dengan ketara kepada kos instrumen.
