定向多共振微电子机械系统声学传感器用于低频检测

科学领域:

• 声学工程 声学工程
• 在 MEMS 技术方面,MEMS 技术
• 传感器设计 传感器设计

背景情况:

• 传统的共振微电机系统 (MEMS) 传感器具有高灵敏度,但带宽有限.
• 检测和跟踪具有广泛声学特征的声音源需要具有更广泛操作频率范围的传感器.
• 现有的MEMS声学传感器通常面临着灵敏度和带宽之间的权衡.

研究的目的:

• 设计,建模和描述一个多共振MEMS声学传感器.
• 扩大MEMS声学传感器的可用带宽,同时保持高的信号噪声比 (SNR).
• 提高非音色声学特征的声音源的检测和跟踪能力.

主要方法:

• 使用了基于先前的MEMS传感器架构的多共振设计方法.
• 在无声室内进行空气表征.
• 在半无声池和立波管中进行了水下表征.

主要成果:

• 多共振MEMS声学传感器证明了类似于等号的方向性.
• 达到 47.6 V/Pa 的最大声学灵敏度.
• 在100 Hz-3 kHz带宽上记录了最大的信号噪声比 (SNR) 88.6 dB.

结论:

• 与单个共振器设计相比,多共振器设计显著提高了MEMS声学传感器性能.
• 这种传感器克服了典型的灵敏度-带宽权衡,实现了更广泛的应用.
• 改进的传感器非常适合检测和跟踪各种声学特征.