MEMS麥克風(fēng)的聲學(xué)設(shè)計

　　密封圈厚度對頻響的影響

　　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。在安裝一個麥克風(fēng)密封圈后，聲孔至麥克風(fēng)前室長度被延長，導(dǎo)致頻響發(fā)生變化。下面的仿真實驗是將長度不同但直徑固定(400μm)的圓管置于麥克風(fēng)聲孔上，評估密封圈厚度對頻響的影響程度。

　　圖5– MP34DT01頻響與密封圈厚度關(guān)系

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

　　密封圈內(nèi)徑對頻響的影響

　　下一個仿真實驗是評估內(nèi)徑不同但厚度固定(2mm)的密封圈對頻響的影響。圖6所示是使用不同內(nèi)徑密封圈的仿真實驗結(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)測結(jié)果。下面的仿真實驗討論聲音路徑形狀變化對頻響的影響，這項預(yù)測難度很大。圖7(a)所示結(jié)構(gòu)是一個長4mm、直徑600μm的簡易聲音路徑，其它仿真實驗都以這個簡單結(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，仿真實驗增加了長度、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的頻響