MEMS mic之Amic(一)

空闲之余整理了一下我目前了解到的关于麦克风测试测量方便的相关知识，大概会讲述一下：Amic，PDM mic，IIS mic，TDM格式，指向性mic等，分为一个系列来进行阐述。

通常Amic只有三个有效pin，即VDD VOUT GND，上图是Amic内部结构简图。sensor感知到外部声压变化，产生电信号给前置放大器，经由信号处理电路最后输出。

其中 OutputREF为1000mV/Pa(1V/Pa)参考输出比。输出信号大小的唯一限制实际上是系统电源电压的限制。

2、噪声noise
噪声的来源很复杂，噪声分类第一种是元器件产生的固有噪声，电路中几乎所有的元器件在工作时都会产生一定的噪声，晶体管、电阻、电容，这种噪声是连续的，基本上是固定不变的，并且频谱分布很广泛，第二种噪声来源于电路本身的设计失误或者安装工艺上的缺陷，电路设计失误往往会导致电路的轻微自激。
在消音箱或消音室中测试，通常能达到-100dBV

3、信噪比 SNR
表示麦克风输出信号和噪声的比值。信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg(Ps/Pn)，其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率，信噪比应该越高越好。信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高。
声学测试中SNR=灵敏度-噪声

4、电源抑制 PSR
从电源到输出的增益
通常测试的是217HZ，用217Hz的方波是因为在手机等特殊应用中TDD nosie即是217Hz及其高次谐波

5、电源抑制比（PSRR）

PSRR：输入与输出电源视为两个独立的信号源时，所得到的两个电压增益的比值。
PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。

6、频率响应（Frequency Response）
频率响应指麦克风接受到不同频率的声音时，系统输出端的感度信号随频率变化而放大或衰减情形，也可以说是麦克风在同样的条件下对各频率声音的输出电压。一般人耳可听到的频率在20Hz至20KHz之间，而通常麦克风在应用上需求的频率响应量测范围约为100Hz至10KHz，各频率所对应的灵敏度数值就是频率响应，绘制成图象就是频率响应曲线，其线形应该越平坦越好，频率响应（Frequency Response）决定了声音保真度。

7、总谐波失真（THD）

THD指麦克风在讯号输入并经过放大器处理之后，输出信号比原始输入信号多出的额外谐波及倍频成分所占之总比例，通常用%来表示。例如1000Hz的谐波就是2kHz、3kHz、4kHz等，一般测试中只采取前五次谐波，谐波失真用来表示检测非线性失真的结果，所以这一结果越小越好。
一般来说，高质量产品的THD值很低(低于0.002%)，MEMS麦克风目前皆小于0.1%。主要因放大器并非完全线性所引起的错误谐振信号干扰，时常会导致麦克风在信号输出时产生失真现象。
THD的基本定义是功率比例关系，各次谐波功率值和与基波功率之比的百分比表示：

THD等效关系公式：

THD近似测量公式：

8、声学过载点（AOP）
声学过载点指的是麦克风输出THD等于10%时输入的声压大小（SPL），通常也称为麦克风的削波点。声压高于AOP的输入会造成输出信号严重失真。通过检测输出信号THD的波形决定AOP的大小。