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(huì)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(duì)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(hào)與封裝。?這個(gè)芯片是表貼器件，測試起來相對(duì)麻煩。?首先根據(jù)陳全球發(fā)送過來的數(shù)據(jù)手冊(cè)，?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(duì)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(duì)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(cè)，?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(hào)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(duì)照期間的數(shù)據(jù)手冊(cè)，?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(dòng)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(hào)。

??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(hào)強(qiáng)度。?器件輸出信號(hào)在1.3V的電壓上下波動(dòng)，?這是使用數(shù)字萬用表交流電壓檔測量硅麥輸出信號(hào)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(dòng)。?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(hào)的電壓。?可以看到當(dāng)工作電壓超過2.4V之后，?輸出信號(hào)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(hào)感應(yīng)聲音信號(hào)的性能，使用有源音箱發(fā)出1kHz的正弦波信號(hào)，測量硅麥輸出的交流信號(hào)。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(hào)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(hào)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(dòng)態(tài)范圍

??下面測量硅麥的輸出信號(hào)的動(dòng)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(hào)交流信號(hào)最大值為118毫伏。?由此可以看到硅麥的輸出信號(hào)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(hào)，?還需要對(duì)此信號(hào)進(jìn)行大約10倍左右。

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※ 總??結(jié) ※

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??本文對(duì)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(hào)的范圍在1.3V上下，?如果使用單片機(jī)采樣，還需要對(duì)信號(hào)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(hào)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(hào)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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