Analog Devices ADMP404: mikrofon MEMS w przykładowej aplikacji

Układ ADMP404 jest miniaturowym mikrofonem wykonanym w półprzewodnikowej technologii MEMS o dookólnej charakterystyce czułości i paśmie przenoszenia w zakresie akustycznym.

 Układ ADMP404 jest zintegrowanym miniaturowym mikrofonem wykonanym w technologii MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) z wbudowanym kompletnym, nieskoszumnym przedwzmacniaczem poprawiającym wypadkowe parametry mikrofonu, w tym polepsza on między innymi stosunek sygnału użytecznego do szumu. Mikrofon jest montowany w niewielkiej obudowie SMD z trzema wyprowadzeniami (rysunek 1). Jedno z wyprowadzeń jest ulokowane w sposób uniemożliwiający bezpośredni dostep do niego, co nieco utrudnia ręczny montaż mikrofonu.
Schemat blokowy ADMP404 pokazano na rysunku 2. Przedwzmacniacz ma wyjście asymetryczne o impedancji 200 Ω i napięciu offsetu 0,8 V. Ze względu na niewielką wydajność prądową wyjścia analogowego (90 μA) zalecane jest obciążanie mikrofonu wejściami o dużej impedancji (powyżej 10 kΩ).

Rys. 1. Wygląd obudowy mikrofonu ADMP404

Rys. 2. Schemat blokowy mikrofonu ADMP404

Na rysunku 3 pokazano prosty układ aplikacyjny do testowania możliwości mikrofonu. Jako wzmacniacz zastosowano wzmacniacz słuchawkowy TDA8551 z wyjściem mostkowym, o maksymalnej mocy wyjściowej 1W. Mikrofon jest sprzężony z wejściem wzmacniacza za pomocą unipolarnego kondensatora C3 o pojemności 2,2 μF.

Rys. 3. Schemat elektryczny wzmacniacza audio z mikrofonem ADMP404

Do cyfrowej regulacji głośności zastosowany został astabilny, dwupołożeniowy przełącznik Sw1 (z serii TPC firmy C&K Components), który zwierając wejście UP/DOWN układu TDA8551 – odpowiednio – do masy lub do napięcia zasilania zmniejsza lub zwiększa jego wzmocnienie. Rezystor R4 i R5 zabezpieczają przełącznik przed uszkodzeniem w przypadku jednoczesnego zwarcia jego obydwu styków.
Do wyjścia wzmacniacza podłączono gniazdo słuchawkowe Con1. Dodatkowe złącza szpilkowe JP1 i JP2 pozwalają na pomiary sygnału bezpośrednio na wyjściu mikrofonu ADMP404 i wyjściu wzmacniacza słuchawkowego.

Fot. 4. Widok zmontowanej płytki wzmacniacza

Prezentowane urządzenie jest zasilane z portu USB. Dla zabezpieczenia mikrofonu przed zniszczeniem zbyt wysokim napięciem zasilającym zastosowano diodę Zenera D1 ograniczającą napięcie zasilające mikrofon do bezpiecznej wartości 3,3V.
Na fotografii 4 pokazano widok zmontowanej płytki wzmacniacza.