当前课程知识点：集成传感器 > 第二章 > 第3节 电容式力传感器 > 2-3-4 集成声传感器
然后我们再介绍一下
集成声传感器
集成声传感器
我们也称之为麦克风
或者传声器
这类传感器本质上
它还是压力传感器
它是用来检测声音信号中的声压
并把它变换成电信号输出
这样一个传感器
但是它比传统的压力传感器
要复杂得多
因为这种传感器在设计上
它必须要考虑声学 力学和电学
等多个能域的量
因此相对而言更加的复杂
对于集成的电容式声传感器
它的典型结构
由这个图可以看到
这就是一个典型的电容式
微型传声器的截面结构示意图
这一部分就是传声器的振膜
在声音的声压作用下
振膜会产生形变
在这样一个例子中
振膜是由聚酰亚胺材料制作的
后面的这一部分
我们称之为背板
它的厚度和振膜相比而言
要厚很多
因此在声压的作用下
它几乎不发生形变
背板上有很多的孔
我们称之为声孔
背板和振膜之间形成一个气隙
当振膜在声音信号的声压作用下
产生形变时
气隙中的空气
通过声孔流出或者流入气隙
在振膜以及背板上
均沉积有金属材料
这两层金属材料
成为检测电容的电极
在这个例子中
电极的材料为铬 金 铬
通过检测传声器的电容变化值
我们就可以得到声音的声压信号
因为微传声器
同时涉及到声学 电学和力学
与普通的电容式压力传感器相比
其数学模型要复杂得多
好在描述声学 电学和力学的
关键物理量之间的数学关系
是类似的
因此我们可以采用所谓
电力类比和电声类比的方法
对微传声器建立统一的电路模型
具体关于电力声类比的
一些基础知识
大家可以参考相关的电声参考书
这个图就是微传声器的
等效类比电路图
声压可以等效为电压源
Rr和Mr
表示声波在振膜上的反射
Cd和Md描述振膜
Ra和Ma是对气隙的描述
Rh Mh为背板上的声孔
Cb和Mb是背板本身
另外微传声器经过封装以后
封装结构与背板之间
还会形成一个背腔
这个背腔在等效电路中
用Cbc来描述
通过对这个等效电路的仿真分析
我们就可以方便地得到
微传声器的动态特性
电容式声传感器
目前已经获得了大批量的生产
在很多的电子设备中
都获得了大量的应用
除了分力的电容式微麦克风以外
目前与声传感器的信号处理电路
相集成在同一个芯片的
数字式微麦克风
目前已经得到了产业化
并且得到了很多的应用
比如说在这个领域内
应用相当多的是
由美国一家公司生产的
数字式电容微麦克风传感器
这也是这个传感器的一个
芯片的光学照片
可以看到中间是它的电容式的
微麦克风传感器结构
而周边是它的信号处理电路
下面是它的一个
封装以后的一个照片
在这样一个数字式麦克风中间
它的信噪比达到了56dB
而电流损耗只有750μA
这种传感器
在我们很多的数字设备里边
已经获得了大批量的应用
这节课我们就讲到这里
谢谢大家
-第1节 什么是传感器
-第2节 什么是集成传感器
-第3节 集成传感器的应用
-第4节 硅材料与半导体物理简介
-第5节 半导体器件简介
-第1节 集成力传感器
-第2节 集成压阻压力传感器
-第3节 电容式力传感器
-第二章--习题
-第1节 温度传感器简介
-第2节 硅热敏电阻
-第3节 PN结温度传感器
-第4节 双极型晶体管温度传感器
-第5节 热电传感器
-第三章--习题
-第1节 湿度传感器简介
-第2节 湿度的定义与检测方法
-第3节 多种原理的集成湿度传感器-1
-第4节 多种原理的集成湿度传感器-2
-第四章--习题
-第1节 磁传感器简介
-第2节 霍尔效应
--5-2 霍尔效应
-第3节 霍尔传感器的设计
-第4节 霍尔传感器的示例
-第五章（上）--习题
-第5节 磁电阻传感器
-第6节 磁敏二极管
-第7节 磁敏三极管
-第五章（下）--习题
-第1节 光波与光传感器简介
-第2节 光电导效应与光敏电阻
-第3节 光敏二极管和三极管-1
-第六章（上）--习题
-第4节 光敏二极管和三极管-2
-第5节 光电池
--6-5 光电池
-第6节 图像传感器
-第六章（下）--习题
-第1节 气体传感器概述
--Video
-第2节 气体传感器分类及性能指标
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-第3节 接触（催化）燃烧式气体传感器
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-第4节 电阻式金属氧化物半导体传感器
--Video
-第5节 电化学式气体传感器
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-第6节 MOSFET型气体传感器
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-第7节 集成气体传感器实例和未来
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-第七章（下）--习题
-讨论一
-讨论二
-讨论三
-第一部分 引言与智能传感器
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-第二部分 无线传感网络、总结与展望
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-第八章--习题
-讨论一
-讨论二
-讨论三
