MEMS麥克風(fēng)的聲學(xué)設(shè)計(jì)

　　密封圈厚度對(duì)頻響的影響

　　麥克風(fēng)密封圈是在麥克風(fēng)聲孔與產(chǎn)品外殼聲孔之間起到氣密作用。在安裝一個(gè)麥克風(fēng)密封圈后，聲孔至麥克風(fēng)前室長(zhǎng)度被延長(zhǎng)，導(dǎo)致頻響發(fā)生變化。下面的仿真實(shí)驗(yàn)是將長(zhǎng)度不同但直徑固定(400μm)的圓管置于麥克風(fēng)聲孔上，評(píng)估密封圈厚度對(duì)頻響的影響程度。

　　圖5– MP34DT01頻響與密封圈厚度關(guān)系

　　從仿真實(shí)驗(yàn)中不難看出，增加一個(gè)密封圈會(huì)破壞頻響性能。在增加密封圈(如果是下聲孔麥克風(fēng)，還要增加一個(gè)印刷電路板)后，實(shí)際聲孔長(zhǎng)度被延長(zhǎng)，導(dǎo)致諧振頻率降低，高頻部分的靈敏度提高。更厚的密封圈將會(huì)提高諧振器瓶頸長(zhǎng)度，導(dǎo)致諧振頻率降低，高頻響應(yīng)性能變差。

　　密封圈內(nèi)徑對(duì)頻響的影響

　　下一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)是評(píng)估內(nèi)徑不同但厚度固定(2mm)的密封圈對(duì)頻響的影響。圖6所示是使用不同內(nèi)徑密封圈的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　圖6– MP34DT01頻響與密封圈內(nèi)徑關(guān)系

　　這些仿真數(shù)據(jù)表明，增加麥克風(fēng)密封圈內(nèi)徑可提高諧振頻率，提升總體頻響性能。

　　聲音路徑形狀對(duì)頻響的影響

　　到此，仿真結(jié)果符合求解Helmholtz諧振方程式獲得的預(yù)測(cè)結(jié)果。下面的仿真實(shí)驗(yàn)討論聲音路徑形狀變化對(duì)頻響的影響，這項(xiàng)預(yù)測(cè)難度很大。圖7(a)所示結(jié)構(gòu)是一個(gè)長(zhǎng)4mm、直徑600μm的簡(jiǎn)易聲音路徑，其它仿真實(shí)驗(yàn)都以這個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)。為了模擬密封圈、產(chǎn)品外殼聲孔和印刷電路板聲孔的寬度和形狀的變化，仿真實(shí)驗(yàn)增加了長(zhǎng)度、半徑和形狀不同的腔體，聲音路徑變得非常復(fù)雜。

　　圖7–聲音路徑形狀變化

　　圖8– MP34DB01在不同聲音路徑形狀時(shí)的頻響