聲音信標(biāo)中的硅麥特性

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01 模擬硅麥

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一、背景介紹

??第十八屆智能車競賽中的聲音信標(biāo)將會使用英飛凌的模擬硅麥。?今天收到了英飛凌公司寄送過來的模擬接口硅麥樣品，?下面對于這些樣品進(jìn)行基本測試。

▲ 圖1.1.1 模擬結(jié)構(gòu)的硅麥樣品

??首先查看一下硅麥的型號與封裝。?這個(gè)芯片是表貼器件，測試起來相對麻煩。?首先根據(jù)陳全球發(fā)送過來的數(shù)據(jù)手冊，?可以得知器件的引腳定義。?器件的最大工作電壓3.6V，?下面對該器件進(jìn)行測試。

▲ 圖1.1.2 硅麥的功能說明

▲ 圖1.1.3 器件引腳功能說明信息

二、制作測試模塊

??為了方便，直接將硅麥焊接在一個(gè)50mil間距的排針上，?這是焊接后的效果，?然后在使用一個(gè)100mil的排針連接50mil的排針，?這個(gè)組件可以直接插在面包板上進(jìn)行測試了。

??現(xiàn)在對這個(gè)模塊進(jìn)行加電測試，?接頭在面包板上引入電源，?下面測量器件的基本功能。

三、測量結(jié)果

1、基本電氣特性

??根據(jù)硅麥的數(shù)據(jù)手冊，?期間的工作電壓范圍從2.4V到3.6V，??器件的電氣參數(shù)，?器件工作電流大約為105微安，?輸出信號的零點(diǎn)電壓為1.3V左右，?輸出阻抗為400歐姆。?下面就初步測試這些參數(shù)。

??由于器件的工作電流非常小，?下面在期間的VCC端串聯(lián)一個(gè)100歐姆的電阻，?來測量器件的工作電流的大小。?測量R1上的電壓，?VCC等于3V的情況下，電壓為10.67毫伏，?換算成電流為107微安。這里顯示的117微安是供電電壓為2V的情況下測得的。?對照期間的數(shù)據(jù)手冊，?可以看到與其標(biāo)稱值是相符的。

▲ 圖1.2.1 測量其間的工作電流

??下面測試器件的輸出靜態(tài)電壓，?設(shè)置器件的工作電壓從1.0V上升到4V，?測量器件的輸出電壓。?測量過程通過Python程序控制數(shù)控直流電源，?加上聯(lián)網(wǎng)萬用表自動進(jìn)行測量。?這是測量結(jié)果曲線，?可以看到當(dāng)器件的VCC大于1.3V之后，?器件就開始有輸出電壓了，數(shù)值也在1.3V。?但這只是期間的工作電壓，并不意味著器件可以輸出聲音信號。

??下面利用一個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)出1kHz的正弦波，測量硅麥感應(yīng)輸出的信號強(qiáng)度。?器件輸出信號在1.3V的電壓上下波動，?這是使用數(shù)字萬用表交流電壓檔測量硅麥輸出信號的有效值隨著工作電壓變化的情況，?可以看到在1.3V時(shí)，器件開始初始化過程中有較大的波動。?當(dāng)電壓超過1.4V之后輸出電壓便穩(wěn)定了。?這是測量器件在1.5V到4V之間的輸出聲音信號的電壓。?可以看到當(dāng)工作電壓超過2.4V之后，?輸出信號的幅值就穩(wěn)定在33mV左右。?這在一定程度上反映了器件的工作電壓范圍是2.4V至3.6V之間。

2、測量數(shù)據(jù)

??下面是測量輸出靜態(tài)電壓隨著VCC變化的情況。

▲ 圖1.2.2 器件工作電壓與輸出電壓曲線

??為了測量信號感應(yīng)聲音信號的性能，使用有源音箱發(fā)出1kHz的正弦波信號，測量硅麥輸出的交流信號。下面是供電電壓從1V開始升壓到4V的情況。可以看到在1.3V時(shí)，硅麥有一個(gè)初始化的階段，輸出電壓不穩(wěn)定，從1.4V之后輸出電壓就開始穩(wěn)定了。

▲ 圖1.2.3 器件輸出交流信號隨著工作電壓的變化而變化

▲ 圖1.2.4 工作電壓從1.5V變化到4V的接受信號的情況

from headm import * from tsmodule.tsvisa import * from tsmodule.tsstm32 import *outv = linspace(1.5, 4, 100) vccdim = [] voutdim = []for v in outv:dh1766volt(v)time.sleep(1.5)meter = meterval()printf(meter)vccdim.append(meter[2])voutdim.append(meter[0])tspsave('vcc', vccdim=vccdim, outv = voutdim)dh1766volt(3.3)plt.plot(vccdim, voutdim)plt.xlabel("VCC(V)") plt.ylabel("Vout(V)") plt.grid(True) plt.tight_layout() plt.show()

3、硅麥動態(tài)范圍

??下面測量硅麥的輸出信號的動態(tài)范圍。提高音箱輸出音量，?將硅麥靠近音箱，可以看到輸出信號交流信號最大值為118毫伏。?由此可以看到硅麥的輸出信號范圍在1.2V至1.4V之間。?從這個(gè)測量結(jié)果來看，為了能夠最大化得到音頻信號，?還需要對此信號進(jìn)行大約10倍左右。

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※ 總??結(jié) ※

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??本文對于英飛凌的模擬硅麥進(jìn)行了初步測試，?該硅麥體積非常小，工作電壓范圍寬，功耗低。?通過測試可以看到器件輸出信號的范圍在1.3V上下，?如果使用單片機(jī)采樣，還需要對信號交流成分放大10倍左右。

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● 相關(guān)圖表鏈接:

• 圖1.1.1 模擬結(jié)構(gòu)的硅麥樣品
• 圖1.1.2 硅麥的功能說明
• 圖1.1.3 器件引腳功能說明信息
• 圖1.2.1 測量其間的工作電流
• 圖1.2.2 器件工作電壓與輸出電壓曲線
• 圖1.2.3 器件輸出交流信號隨著工作電壓的變化而變化
• 圖1.2.4 工作電壓從1.5V變化到4V的接受信號的情況

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的英飞凌的模拟硅麦的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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