mems是什么意思

什么是mems麦克风？

mems（微型机电系统）麦克风是提供高保真声感的微型器件体积小，可以紧密集成到电子产品中，如智能手机、智能扬声器、耳机和其他消费电子产品。现在，mems麦克风不仅能够记录普通的环境声音，还具备立体声、主动降噪、指向性（聚束）、语音识别等功能。可以通过增加设备中麦克风的数量来实现这些音频功能，例如，比较新的智能手机中比较多有六个微机电系统麦克风。优异的性能使得微机电麦克风得到了广泛的应用，从而产生了大量的市场需求。

什么是电容式mems麦克风？其工作原理是什么？

所有麦克风(传统麦克风和微机电系统麦克风)都通过柔性振膜感应声波。在声压作用下，振膜会发生位移。现在市面上大部分的mems麦克风都是利用电容技术来检测声音的。电容式mems麦克风的工作原理是测量柔性膜片与固定背板之间的电容。声波引起的气压变化会引起振膜位移。空气可以通过背板上的孔，因此背板的位置不会改变。在移动振膜的过程中，振膜与固定背板之间的距离会发生变化，比较终导致振膜与固定背板之间的电容发生变化。电信号的这种变化可以被记录和分析。

图1:不同类型的电容式微机电麦克风

电容式微机电系统麦克风有不同类型，例如：

单背板麦克风

双层背板麦克风，背板分为振膜两侧

双层振膜麦克风的背板封装在两层振膜之间，振膜之间可以施加真空。

mems麦克风设计

微机电麦克风设计人员需要研究和优化频率响应、灵敏度、信噪比(snr)、总谐波失真和等效输入噪声等关键性能指标。信噪比是一个关键的性能指标。不同的电容式微机电系统麦克风可以通过增加信号(双背板和双振膜)或降低噪声(两个振膜之间的真空密封)来提高信噪比。

电容式微机电麦克风及其性能特性的设计、建模和研究可以在微机电系统(部分微机电系统(coventormp mems)设计平台)中进行。微机电系统提供了不同微机电系统结构的非线性和多物理参数模型，可以形成完整的微机电系统麦克风设计。此外，微机电麦克风可以集成到cadence virtuoso电路仿真软件中，使我们能够通过特定的集成电路偏置条件来模拟微机电麦克风及其专用集成电路。

图2:双层背板微机电系统麦克风的微机电系统模型示例

未来的mems麦克风设计

如今，在人工智能时代，基于创新自动优化技术的微机电系统设计方案已经出现在市场上。比如慕尼黑工业大学电子设计自动化研究所的团队，研究并演示了基于mems的mems麦克风的自动优化设计，包括其读出电路。