Contrôle qualité des microphones MEMS numériques

Un microphone MEMS numérique (système micro-électromécanique), également connu sous le nom de puce de microphone ou microphone en silicium, est un diaphragme sensible à la pression sur un PCB (carte de circuit imprimé) qui n’est parfois pas plus grand qu’une tête d’allumette. Ils sont utilisés dans divers appareils grand public ainsi que dans les applications automobiles et industrielles. Un microphone MEMS numérique combine un capteur acoustique ainsi qu’un convertisseur A/N sur une seule puce de silicium, et est généralement connecté directement à un processeur de signal. En raison de l’utilisation croissante des applications de reconnaissance vocale, les microphones MEMS numériques sont souvent utilisés en formation de réseau. Lors du contrôle qualité des microphones, les valeurs de spécification absolues et, plus important encore, les valeurs de tous les microphones du réseau les unes par rapport aux autres doivent être testées. Cet article explique comment interfacer des microphones MEMS numériques à un système de test acoustique et comment mesurer les paramètres clés pertinents pour une procédure de CQ (contrôle qualité) fiable.

Pour tester les paramètres acoustiques d’un microphone MEMS numérique, le signal numérique doit s’interfacer directement avec le système d’analyseur audio ou être converti dans un format différent, par exemple analogique. Les paramètres typiques d’intérêt pour un test de CQ sont les mêmes que pour le test de la plupart des autres microphones : sensibilité, réponse en fréquence, Distortion et parfois rapport signal/bruit (SNR). Pour une caractérisation complète du microphone généralement effectuée dans un environnement de laboratoire, des paramètres tels que l’EIN (bruit d’entrée équivalent), le PSR (réjection de l’alimentation), le PSRR (taux de réjection de l’alimentation) et la plage dynamique sont mesurés ou calculés. En option, le comportement directionnel d’un microphone à différentes fréquences peut être mesuré à l’aide d’un plateau tournant.

Réseau de 6 microphones MEMS numériques

Pour toutes les mesures absolues (celles qui ne sont pas exprimées en % ou en dB), les unités des microphones MEMS numériques sont différentes. Alors que la sensibilité des microphones analogiques est exprimée en mV/Pa ou dBV/Pa, l’unité du microphone numérique est dBFs. Cela signifie « décibels en dessous de la pleine échelle » et décrit la marge d’un microphone numérique de 94 dBSPL (1 Pa) à la sortie numérique maximale de ce microphone. Ce point de sortie numérique maximale est également appelé AOP (point de surcharge acoustique).

Il est très rare de tester des microphones MEMS uniques. Dans la plupart des cas, les microphones MEMS sont testés sur un PCB assemblé contenant plusieurs microphones MEMS. Pour caractériser les performances de ce PCB, il est intéressant de voir comment les microphones MEMS assemblés se comportent les uns par rapport aux autres. Un paramètre typique est la « plage de sensibilité » ; la différence entre la sensibilité la plus élevée et la plus faible mesurée sur les microphones MEMS assemblés.

Domaine acoustique vs numérique vs analogique

Une architecture de système de test typique

Configuration de test Nti Audio pour mesurer un PCB de réseau de 6 micros Mems

Configuration de test pour mesurer un PCB de réseau de 6 micros MEMS

Le système de mesure de base pour tester les réseaux de micros MEMS numériques se compose d’un analyseur audio, d’un dispositif d’interface MEMS, d’un haut-parleur de référence et d’un microphone de référence. Un logiciel PC contrôle généralement un tel système.

Logiciel Nti Audio Rt Mic Eol Qc

Logiciel de CQ de réseau de micros MEMS EOL