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频率响应

麦克风的频率响应描述其在整个频谱上的输出水平。频率上限和下限用麦克风响应比1 kHz的参考输出水平低3 dB时的频率点来描述。1 kHz的参考水平通常归一化为0 dB。在这些条件下，ADI公司的MEMS麦克风通常具有统一的100 Hz至15 kHz频率响应。

频率响应特性还包括通带内偏离平坦响应的限值。这些值表示为±x dB，说明-3 dB点之间输出信号与标称0 dB电平的最大偏差。

对于ADI公司的MEMS麦克风，低频-3 dB点以下的低频滚降为一阶(6 dB/8倍频程或20 dB/10倍频程)，高频-3 dB点以上的高频滚降为二阶(-12 dB/8倍频程或-40 dB/10倍频程)。

MEMS麦克风数据手册用两幅图来显示此频率响应：一幅图显示频率响应模板，另一个幅图显示典型实测频率响应。频率响应模板图显示整个频率范围内麦克风输出的上限和下限，麦克风输出保证位于此模板范围内。典型频率响应图显示麦克风在整个频段内的实际响应。图4和图5的示例为选自ADMP404数据手册的两幅图。

图4. 频率响应模板

图5. 典型频率响应(实测)

频率响应较宽且平坦的麦克风有助于系统设计实现自然、清晰的声音。

总谐波失真(THD)

总谐波失真(THD)衡量在给定纯单音输入信号下输出信号的失真水平，用百分比表示。此百分比为基频以上所有谐波频率的功率之和与基频信号音功率的比值。

THD值越高，说明麦克风输出中存在的谐波水平越高。MEMS麦克风的THD利用基波的前五次谐波计算。

此测试的输入信号通常为105 dB SPL，比94 dB SPL参考高11 dB。与其它参数相比，THD在较高的输入SPL下测量，这是因为随着声学输入信号水平提高，THD测量结果通常也会提高。根据经验，输入水平每提高10 dB，THD会提高3倍。因此，如果在105 dB SPL时THD小于3%，则在95 dB SPL时THD将小于1%。

切勿将此参数与总谐波失真加噪声(THD + N)混为一谈，后者不仅衡量谐波水平，而且包括输出中的所有其它噪声贡献。

电源抑制比(PSRR)

麦克风的电源抑制比(PSRR)衡量其抑制电源引脚上的噪声，使之不影响信号输出的能力。PSRR通过将一个217 Hz、100 mV峰峰值正弦波施加于麦克风的VDD引脚来测量。PSRR测量将给出从麦克风的输出来看，此输入信号衰减了多少dB。此参数之所以使用217 Hz频率，是因为在GSM电话应用中，217 Hz开关频率通常是电源的一个主要噪声源。

MEMS麦克风的数据手册也会显示100 Hz至10 kHz频率范围内的PSRR。这些麦克风具有出色的低频噪声抑制性能(模拟麦克风小于-70 dBV，数字麦克风小于-80 dBFS)。如图6(选自ADMP404数据手册)所示，PSRR在高频时提高到略低于-50 dB的水平。

图6. 典型电源抑制比与频率的关系

最大声学输入

最大声学输入指的是麦克风能够承受的最高声压级(SPL)。高于此参数的SPL会导致输出信号发生严重的非线性失真。最大声学输入用峰值SPL来规定，而不是均方根值。

ADI公司MEMS麦克风的最大声学输入为120 dB，相当于空气中的20 Pa声压级。

关键词： 灵敏度 MEMS 麦克风技术