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最新电容式声学传感器,可呈现出最小运动阻力

2018年07月03日 08:36 次阅读

据麦姆斯咨询报道,作为纽约州立大学的宾厄姆顿大学声学研究的一部分,著名教授Ron Miles发明了一款电容式声学传感器,呈现出最小的运动阻力,对声音的灵敏度高至0.5伏/帕,比典型的声学传感器高出两个数量级。传感器薄且柔韧性强,是感知声音的理想选择,因为它可以随气流移动,即使是非常微弱的噪音和来自加速度计、麦克风和许多其他类似传感器带来的干扰。

最新电容式声学传感器,可呈现出最小运动阻力

Ron Miles教授

“我们的目标是制造一款只抵抗重力的传感器。”Miles谈到,“该传感器需要保持与设备的连接状态,但除此之外,我希望即使是最轻微的声音或空气运动也可以让它发生移动。”能够随空气移动可以告诉传感器何时存在声音以及声音来自哪个方向。

2017年,Miles将蜘蛛丝浸在黄金中制成一款薄的柔性传感器作为麦克风,频率响应非常平坦。这款传感器使用了磁铁,作用是将蜘蛛丝的运动转换成电子信号。

作为磁铁的替代物,Miles开始研究电容传感器。电容传感器不需要磁铁,而是通过电极施加电压。

每年二十亿颗电容式麦克风的出货量,但要做到体积小、性能高,仍面临不少挑战。Miles的新平台提供了一种不使用磁铁就能检测电场变化,从而检测超薄纤维或薄膜运动的方法。

在又柔软又薄的材料上使用电容感应是不可行的,因为材料需要抵抗静电力,这些静电力可能会造成损坏或阻碍其运动。Miles说:“研究人员希望传感器从声音获得微小的力产生移动,而不受静电力的影响。”

在这项工作的最近进展中,Miles发现了一种设计,允许薄而柔软的传感器——它可以是蜘蛛丝或任何其他同样薄的材料,在两个固定电极上摆动。Miles介绍:“因为传感器和电极呈90度角,静电力不会对其运动产生影响。”这是设计的关键部分,因为传感器的灵敏度随着偏置电压升高而增加,因此需要具有高偏置电压才能进行有效操作。

这种设计意味着智能手机中使用的电容传感器可以做到体积更小,性能更佳。Miles认为独特的设计还为其他应用提供重要的优势:“这种传感器的设计方式意味着它拥有几乎恒定的势能,但也可以在大运动后恢复到平衡状态。”

Miles的研究由国家科学基金会(NSF)资助,设计专利正在申请中。这项工作最近发表在IEEE Sensors Journal上。

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发表于 2014-04-30 11:05 4008次阅读
详解模拟和数字MEMS麦克风设计区别

MEMS麦克风:助听器的未来

由于人口老龄化和听力丧失人群的明显增加,助听器市场不断增长,但其显眼的外形和很短的电池寿命让许多人失...

发表于 2014-03-25 15:37 2738次阅读
MEMS麦克风:助听器的未来

汽车麦克风偏置及故障检测

汽车购买者对配备更高等级功能和更高品质音响的更先进汽车信息娱乐系统的需求越来越高,他们也开始期望车厢...

发表于 2014-03-24 11:14 1127次阅读
汽车麦克风偏置及故障检测

全面解析数字麦克风技术及发展现状

近年来随着麦克风技术及小信号模数转换技术的发展,使驻极体电容式麦克风(ECM)可以增加数字音频输出,...

发表于 2014-01-14 09:14 1767次阅读
全面解析数字麦克风技术及发展现状

ADI推出适于高精度冲击和震荡检测系统的3轴高g...

中国,北京 — Analog Devices, Inc. (ADI),全球领先的高性能信号处理解决方...

发表于 2013-10-11 15:41 721次阅读
ADI推出适于高精度冲击和震荡检测系统的3轴高g...

Cirrus Logic推出低功耗四通道麦克风模...

Cirrus Logic公司(纳斯达克代码:CRUS)近日推出超低功耗的模数转换器CS53L30,帮...

发表于 2013-07-29 11:56 619次阅读
Cirrus Logic推出低功耗四通道麦克风模...

随身医疗装置Scanadu Scout推动无线个...

据Kurzweil报导,这款随身设备的组成及运作方法。其硬件部份包含了一个可见光和近红外线LED以及...

发表于 2013-06-04 10:06 4788次阅读
随身医疗装置Scanadu Scout推动无线个...

MEMS集成化及智能化是趋势 爆发点为定时振荡器

MEMS将以每年20%增长,而此在半导体产业中扮演了重要角色。从汽车安全、工业控制到消费性娱乐产品以...

发表于 2013-05-31 14:23 706次阅读
MEMS集成化及智能化是趋势 爆发点为定时振荡器

意法半导体或因麦克风诉讼案声誉受损

在诺基亚起诉意法半导体将其开发的麦克风组件出售给了自己的竞争对手HTC的案件中,意法半导体败诉,并表...

发表于 2013-04-28 09:30 443次阅读
意法半导体或因麦克风诉讼案声誉受损

微型导航芯片问世 强大定位系统失效替代品

当你需要从一个地方前往另外的地方时,你也许无法一直都依靠GPS这样的卫星信号来为你导航。这种极其微小...

发表于 2013-04-16 17:56 778次阅读
微型导航芯片问世 强大定位系统失效替代品

音频IC市场在智能手机领域急剧增长

据IMS Research报告,音频集成电路(IC)在手机领域的应用将急剧增长,预计未来五年用于降噪...

发表于 2013-04-15 09:14 852次阅读
音频IC市场在智能手机领域急剧增长

MEMS加速度传感器 打造下一代智慧生活

现今在社会大众的生活周遭,我们已经不知不觉的在享受MEMS传感器所带给我们的所有便利以及生活安全上的...

发表于 2013-03-14 16:52 1921次阅读
MEMS加速度传感器 打造下一代智慧生活

价格比六轴更便宜 九轴MEMS单芯片年底抢市

意法半导体(ST)和应美盛(InvenSense)预计于2013年底量产集加速度计、磁力计和陀螺仪于...

发表于 2013-03-14 09:09 1473次阅读
价格比六轴更便宜 九轴MEMS单芯片年底抢市

关注超声波技术,高通为智能设备带来新的用户界面

高通目前正尝试在智能手机和平板电脑上使用超声波技术,但他同时也表示该技术能够运用到“任何设备”——包...

发表于 2013-02-28 09:52 471次阅读
关注超声波技术,高通为智能设备带来新的用户界面

软件模拟技术获青睐 九轴MEMS卡位战开打

MEMS业者遂提出以感测器融合(Sensor Fusion)软体让整合加速度计、磁力计的六轴方案实现...

发表于 2013-02-22 17:13 602次阅读
软件模拟技术获青睐 九轴MEMS卡位战开打