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2024年6月4日发(作者：)
数字麦克风及阵列拾音技术的应用
随着数字信号处理技术的发展，使用数字音频技术的电子产品越来越多。数字音频接
口成为发展的潮流，采用脉冲密度调制（PDM）接口的ECM和MEMS数字麦克风也
孕育而生。目前，ECM和MEMS数字麦克风已经成为便携式笔记本电脑拾音设备的主
流。
数字ECM或MEMS麦克风和传统的ECM麦克风相比，有着不可取代的优势。
首先，移动
设备向小型化数字化发展，急需数字拾音器件和技术；第二，设备包含
的功能单元越来越多，如笔记本电脑，集成了蓝牙和WiFi无线功能，麦克风距离这
些干扰源很近，设备对抗扰要求越来越高；第三，三网合一的发展，需要上网，视
频和语音通信
可以同时进行，这在移动设备中通常会遇到环境噪声和回声的影响；
第四，从提高生产效率角度，希望对麦克风采用SMT焊接。数字麦克风适合SMT
焊接，可以解决系统各种射频
干扰对语音通信产生的噪声，富迪科技的数字阵列麦
克风拾音技术可以抑制和消除通话时的回声和环境噪声，数字接口方便同数字系统
的连接。
模拟麦克风和数字麦克风
麦克风结构：ECM模拟麦克风通常是由振膜，背极板，结型场效应管（JFET）
和屏蔽外壳组成。振膜是涂有金属的薄膜。背极板由驻极体材料做成，经过高压极
化以后带有电荷，两者形成平板电容。当声音引起振膜振动，使两者距离产生变化，
从而引起电压的变化，完成声电转换。利用结型场效应管用来阻抗变换和放大信号，
有些高灵敏度麦克风采用运放来提高麦克风灵敏度（见图1a）。ECM数字麦克风
通常是由振膜，背极板，数字麦克风芯片和屏蔽外壳组成，数字麦克风芯片主要由
缓冲级，放大级，低通滤波器，抗模数转换组成。缓冲级完成阻抗变换，放大级放
大信号，低通滤波滤除高频信号，防止模数转换时产生混叠，模数转换将放大的模
拟信号转换成脉冲密度调制（PDM）信号，通常采用过采样的1位∆-Σ模数转换（见
图1b）。MEMS模拟麦克风主要由MEMS传感器
，充电泵，缓冲放大器，屏蔽外
壳组成。参照图1c， MEMS传感器由半导体
工艺制成的振膜，背极板和支架构成，
通过充电泵给背极板加上适当的极化偏压。缓冲放大器完成阻抗变换，放大信号。
MEMS数字麦克风主要由MEMS传感器，充电泵，数字麦克风芯片和屏蔽外壳组成，
参照图1d。为了提高麦克风抗干扰能力，麦克风内部电源
和地之间都增加了小的滤
波电容，通常是10pF和33pF并联。
图1a ECM模拟麦克风
1b ECM数字麦克风
图1c MEMS模拟麦克风
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