動(dòng)態(tài)范圍

　　麥克風(fēng)的動(dòng)態(tài)范圍衡量麥克風(fēng)能夠做出線性響應(yīng)的最大SPL與最小SPL之差，它不同于SNR（相比之下，音頻ADC或DAC的動(dòng)態(tài)范圍與SNR通常是等同的）。

　　麥克風(fēng)的SNR衡量噪底與94 dB SPL的參考水平之差，但在該參考水平以上，麥克風(fēng)仍然有相當(dāng)大的有用信號(hào)響應(yīng)范圍。麥克風(fēng)能夠?qū)?4 dB SPL至最高120 dB SPL的聲學(xué)輸入信號(hào)做出線性響應(yīng)。因此，MEMS麥克風(fēng)的動(dòng)態(tài)范圍等于其SNR + 26 dB，其中26 dB = 120 dB-94 dB。例如，ADMP404的SNR為62 dB，而動(dòng)態(tài)范圍為88 dB。

　　圖2顯示了聲學(xué)輸入（用dB SPL衡量）與麥克風(fēng)電壓輸出（用dBV衡量）的關(guān)系。動(dòng)態(tài)范圍和SNR顯示于這兩個(gè)刻度軸之間，以供參考。圖2利用-38 dBV靈敏度和62 dB SNR的ADMP404來(lái)顯示這些關(guān)系。

　　圖2. 模擬麥克風(fēng)的dB SPL輸入與dBV輸出的關(guān)系

　　圖3顯示了數(shù)字麥克風(fēng)的dB SPL輸入與dBFS輸出之間的類似關(guān)系。注意，在此圖中，120 dB SPL的最大聲學(xué)輸入直接映射到0 dBFS輸出信號(hào)。只要最大聲學(xué)輸入對(duì)應(yīng)0 dBFS并且設(shè)置為120 dB SPL，則數(shù)字麥克風(fēng)始終具有-26 dB的靈敏度。這是由靈敏度的定義（在94 dB SPL下測(cè)量）所決定的，而不是可以通過(guò)改變麥克風(fēng)ASIC的增益進(jìn)行調(diào)整的設(shè)計(jì)參數(shù)。

　　圖3. 數(shù)字麥克風(fēng)的dB SPL輸入與dBFS輸出的關(guān)系

　　等效輸入噪聲（EIN）

　　等效輸入噪聲（EIN）是將麥克風(fēng)的輸出噪聲水平（SPL）表示為一個(gè)施加于麥克風(fēng)輸入端的理論外部噪聲源。低于EIN水平的輸入（SPL）在麥克風(fēng)的噪底以下，并且在麥克風(fēng)能夠產(chǎn)生輸出的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍以外。EIN可以從動(dòng)態(tài)范圍或SNR參數(shù)導(dǎo)出，如下式所示：

　　EIN = 最大聲學(xué)輸入-動(dòng)態(tài)范圍

　　EIN = 94 dB-SNR

　　對(duì)于一個(gè)具有62 dB SNR和120 dB最大聲學(xué)輸入的麥克風(fēng)，其EIN為32 dB SPL，這大約是在安靜的圖書(shū)館中5米開(kāi)外的輕聲低語(yǔ)所產(chǎn)生的SPL。圖2和圖3顯示了麥克風(fēng)的EIN。

　　頻率響應(yīng)

　　麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)描述其在整個(gè)頻譜上的輸出水平。頻率上限和下限用麥克風(fēng)響應(yīng)比1 kHz的參考輸出水平低3 dB時(shí)的頻率點(diǎn)來(lái)描述。1 kHz的參考水平通常歸一化為0 dB。在這些條件下，ADI公司的MEMS麥克風(fēng)通常具有統(tǒng)一的100 Hz至15 kHz頻率響應(yīng)。

　　頻率響應(yīng)特性還包括通帶內(nèi)偏離平坦響應(yīng)的限值。這些值表示為±x dB，說(shuō)明-3 dB點(diǎn)之間輸出信號(hào)與標(biāo)稱0 dB電平的最大偏差。

　　對(duì)于ADI公司的MEMS麥克風(fēng)，低頻-3 dB點(diǎn)以下的低頻滾降為一階（6 dB/8倍頻程或20 dB/10倍頻程），高頻-3 dB點(diǎn)以上的高頻滾降為二階（-12 dB/8倍頻程或-40 dB/10倍頻程）。

　　MEMS麥克風(fēng)數(shù)據(jù)手冊(cè)用兩幅圖來(lái)顯示此頻率響應(yīng)：一幅圖顯示頻率響應(yīng)模板，另一個(gè)幅圖顯示典型實(shí)測(cè)頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)模板圖顯示整個(gè)頻率范圍內(nèi)麥克風(fēng)輸出的上限和下限，麥克風(fēng)輸出保證位于此模板范圍內(nèi)。典型頻率響應(yīng)圖顯示麥克風(fēng)在整個(gè)頻段內(nèi)的實(shí)際響應(yīng)。圖4和圖5的示例為選自ADMP404數(shù)據(jù)手冊(cè)的兩幅圖。

　　圖4. 頻率響應(yīng)模板

　　圖5. 典型頻率響應(yīng)（實(shí)測(cè)）

　　頻率響應(yīng)較寬且平坦的麥克風(fēng)有助于系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自然、清晰的聲音。