硅微电容传声器的防粘连结构

粘连是硅微电容传声器释放牺牲层过程中不容忽视的一个严重问题,大大降低了器件的成品率.在背板上制备微突出(bump)结构,可以较彻底阻止粘连现象发生,提高传声器的成品率.以往的防粘连微突出结构大都制备在上背板结构硅微电容传声器的背板上,它制备工艺简单,但是无法得到厚背板,形成“软“背板,影响传声器的性能.本文提出在下背板上制备防粘连微突出结构,因为其可以做的较厚,避免了软背板的缺点,这时利用氮化硅形成微突出,运用该法制备的硅微电容传声器有效的防止粘连现象发生.对该方案还可进行改进,利用重硼掺杂单晶硅形成微突出,该工艺流程重复性好.最终我们研制成具有防粘结构的硅微电容传声器.     

圆形振动膜硅微电容传声器

硅微传声器是一种用MEMS技术制造的、将声信号转换为电信号的声学传感器.该传声器只需五次光刻工艺即可制作完成,其灵敏度在偏置电压为9V时可达15mV/Pa左右,在100Hz～18kHz的范围内的频率响应也较平坦.     

线列传声器方向性研究

线列传声器的核心构件是由压电陶瓷圆环作换能元件的一个线列阵,阵元间距小于四分之一波长。建立了传声器方向性函数的表达式,分析了影响方向性图的各个因素,结果表明它具有明显的超指向性和恒定束宽特性。给出了线列传声器几种重要的方向性图及其相应条件。通过对传声器模型所作的试验表明,理论分析与实验数据结果基本上是一致的。本文所提出的技术可使一个传声器能具有不同的方向特性,满足不同使用条件的要求,并且传声器具有结构简单,坚固耐用,性能稳定的优点。     

基于硅膜的电容式高灵敏度低频传声器研究

在电容式传声器相关理论以及方形膜研究的基础上,采用圆形硅膜作为振动膜,研制了电容式低频传声器,该传声器直接采用音频传声器结构,不同于以往的电容式低频传声器结构.首先进行了等效结构参数的仿真,为实验提供了理论支持;然后,制备了直径为0.08 m,厚度约60μm的圆形硅膜,并以此硅膜为振动膜研发了一种高灵敏度的低频传声器,其中,两极板间的气隙厚度约为100 μm.测试表明,当偏置电压为4.5 V时,该传声器具有较高的灵敏度,100 Hz处的灵敏度约为-27dB,通频带(20～300 Hz)平坦,低频响应部分(0～20 Hz)需要改进方法进一步测试.     

光纤声传感器特性的实验研究

光纤传声器是一种由探头和光纤组合成的Y型声传感器,这种传感器在完成声光转换的同时对声频信号进行了滤波处理,可用在强电磁干扰等一些特殊的环境中.本文对研制的实验型光纤声传感器系统的响应特性进行了测试.当固定光源为50 mA,输入信号200 mV的正弦波,频率为1 kHz时,探测到的信号波形与输入信号波形完全吻合;然后,保持输入信号的电压幅值不变,频率从1 kHz开始分别测量传声器的高频响应和低频响应,发现传声器响应特性比较好,但低频响应特性不如高频响应特性理想,分析原因并给出设计更好的实验型光纤传声器的解决办法.     

“中国微米纳米”一种低温制备的高灵敏度MEMS电容传声器

MEMS传声器是将声音信号转换成电信号的传感器.目前,MEMS传声器的研究主要涉及 MEMS电容传声器和MEMS压电传声器压阻传感器2种.与其它类型的MEMS传声器相比,MEMS电容传声器具有高灵敏度、高信噪比、频率响应平坦、低温度系数等突出的优点,被广泛使用在便携式设备、多媒体系统、助听器、信息采集等方面.设计和制备了一种高灵敏度的MEMS电容传声器,而且制备器件的工艺温度最高为300 ℃,可以兼容IC工艺.在本文,利用牺牲层的方法实现圆形振动薄膜,避免了方形薄膜存在的应力集中问题,并克服了干法制备圆形薄膜成本高的问题.基于聚酰亚胺材料,优化成膜工艺参数,实现低应力的圆形振动薄膜.通过设计防粘连结构,避免器件释放干燥过程中出现的薄膜粘连问题.根据振动膜应力为5 MPa,半径为2.5 mm,厚度为1 μm,电极半径为380 μm,间隙为1 μm的设计参数进行理论计算,该器件的电容在1 Pa 声压下的变化量为千分之一.与市场流通的MEMS传声器相比,高出约一个数量级,可被用于远场拾音,从信噪比极低的环境中拾取关键的声音信息.     

一种新颖的振动传感器及其应用电路

本文介绍一种利用驻极体话筒制作的振动传感器以及相应的振动信号放大、比较、处理电路,具有灵敏度连续可调、振动信号可采样保持等较好的实用性能。一、振动传感器的制作驻极体电容话筒把声音转变为电信号的原理是因为它的振动膜片与极板间形成电容,当膜片随声波发生振动时,电容两端因膜片上的静电场发生变化而产生交变电压信号,从引出线将电信号引出。我们如果采取办法,让外界振动时,话筒膜片也发生振动,这个话筒即可把外界的振动信号转变为电信号,成为一种振动传感器。具体制作方法如下:     

浅谈高级曲面实体造型的实现方法

随着CAD/CAM技术的不断发展,产品造型越来越趋于个性化,复杂曲面造型的出现在所难免。笔者所在公司专业生产各类耳机,使用Pro/ENGINEER、UG等软件进行三维设计已有多年。图1所示为耳机导线上用于放置驻极体传声器的话盒盖-话盒座零件装配在一起时的效果图,图2为话盒盖-话盒座零件装配后产生的爆炸效果图。     

电子产品简讯

海信开发出LCOS数字液晶背投日前,海信集团率先在国内推出了达到国际先进水平的TLP4919H型多媒体高清晰LCOS投影显示终端。 LCOS,即数字硅基反射液晶显示技术,是目前世界前沿的背投显示技术,国际上仅有东芝和RCA等几家背投专业制造公司在研制,但尚未推出成熟的产品。海信率先开发出的LCOS数字液晶背投电视具有集高清晰电视(HDTV)信号显示、视频多制式兼容接收     

昊润科技

致力于MEMS硅电容数字传感技术的合作引进和OME传感器制造工艺技术的深入研究,开发并规模化生产制造硅电容系列,硅压阴系列传感器、各类压力变送器及仪器登记表近100种型号规格产品,是国内领先的规模化生产制造商之一。SHR1000繁殖产品远销欧美、亚洲等国家和地区,     

军用VDR系统中麦克风的自动静默检测

本文主要介绍在军用航行数据记录仪(以下简称VDR)系统中怎样实现对麦克风的好坏做出准确判断,并根据IEC61996中的要求对麦克风的检测要实现自动、静默检测,即要求在无人干预的情况下,"消无声息"地检测麦克风。     

麦克风阵列语音增强的研究

文章介绍了各种基本的麦克风阵列语音增强算法,对其消噪性能进行了系统地分析,并以实测数据进行了测试。并介绍了基于稳健波束形成器、近场超定向波束形成器、广义奇异值分解和传输函数广义旁瓣相消器等结构的麦克风阵列语音增强的基本原理,总结了各种算法的特点及其所适用的声学环境特性。     

一种利用反馈去直流的电流模前置放大器

分析了驻极体传声器的电路模型及其传统的前置放大电路。介绍了一种电流模驻极体传声器前置放大器，该放大器放大传声器的电流信号，利用低频负反馈阻止了传声器的直流信号进入放大器。相对于传统前置放大器，电流模前置放大器有更强的抵抗噪声性能。     

SLAM-based Online Calibration for Asynchronous Microphone Array

Abstract

This paper addresses online calibration of an asynchronous microphone array. Although microphone array techniques are effective for sound localization and separation, these techniques have two issues; geometry information on a microphone array or time-consuming measurements of transfer functions between a microphone array and a sound source is necessary, and a fully synchronous multichannel analog-to-digital converter should be used. To solve these issues, we proposed an online framework for microphone array calibration by combining simultaneous localization and mapping (SLAM), and beamforming. SLAM simultaneously calibrates locations of microphones and a sound source, and clocks differences between microphones every time a microphone array observes a sound event. Beamforming works as a cost function to decide the convergence of calibration by localizing the sound using the transfer functions calculated from the estimated microphone locations and clock differences. We implemented a prototype system based on the proposed framework using extended Kalman filter-based SLAM and delay-and-sum beamforming. The experimental results showed that the proposed framework successfully calibrated an eight-channel asynchronous microphone array both in a simulated and a real environment even when system parameters such as variances are set to be 10 times larger than the optimal values. Furthermore, the error of sound localization with the calibrated microphone array was as small as the desired one, that is, the grid size for beamforming.     

光纤麦克风的理论和实验研究

一种新型的反射式光纤麦克风,它利用反射式光纤传感探头实现声音对光的外调制.本文从理论和实验两方面研究了反射式光纤麦克风的可行性,并对研制的光纤麦克风系统进行了测试.利用成像原理得出了反射式光纤麦克风的光强度调制函数,根据薄膜振动理论得到了弹性膜片的固有频率和基频,Y型光纤耦合器的使用大大简化了传感器探头的结构.通过实验实现了光纤麦克风系统的预期功能.     

基于声源阵列的空间麦克风定位方法研究

针对当前麦克风位置估计方法出现较少且只对平面的麦克风阵列进行位置估计的问题,提出了一种基于声源阵列的空间麦克风定位方法。该方法将四个声源按照正四面体形式排列,在利用其对称性保证定位全向性的同时,根据时延估计的测距方法计算麦克风与各个声源之间的距离,之后根据几何关系确定麦克风位置坐标,实现在线的基于声源阵列的空间麦克风位置估计。通过进行MATLAB仿真实验,验证了该方法的可行性和有效性。     

Car Speech Enhancement Using a Microphone Array

This paper proposes a speech enhancement approach to suppress the interference of car noise. A linear microphone array is adopted for far-talking speech acquisition and delay-and-sum beamforming noise reduction. We present an effective time delay estimator using the coherence function between the reference microphone and the beamformed speech. To further enhance the beamformed speech, we exploit an improved Wiener filter where the resulting noise correlation in microphone array is relatively small so that the performance of optimal Wiener filtering could be achieved. Also, due to the serious degradation in low frequency car speech, we develop a spectral weighting function to compensate the low frequency filtering. These two processing units serve as the post filters to attain the desirable enhancement performance. In the experiments on microphone array speech in presence of real and simulated car noises, we find that the proposed algorithm performs well. Performance is measured in terms of the signal-to-noise ratio and the word error rate. The combined delay-and-sum beamformer and two post filters obtain the best results compared to other methods.