Электромеханические микрочиповые динамики MEMS — это новая технология, бросающая вызов традиционным электродинамическим громкоговорителям. Преимущества динамиков MEMS можно разделить на две категории: их простую интеграцию на плату — они собраны на подложке печатной платы, благодаря чему их можно легко монтировать в процессе автоматической сборки SMT, что важно в носимых устройствах и смартфонах. Второе — возможность интегрировать громкоговоритель с микросхемой, например усилителем, в один компонент.
Примером удачной интеграции MEMS-усилителя и динамика на одной подложке является сборка аудиомодуля, оснащенного динамиком и усилителем как с цифровым, так и аналоговым интерфейсом. Такое решение значительно сокращает время необходимое для проектирования и создания готовых устройств. Более того, данный модуль содержит программируемые фильтры, параметры которых можно изменять под нужды конкретного решения, а программное обеспечение, поставляемое вместе с продуктом, уже содержит наборы наиболее популярных из них.
Низкое энергопотребление
Хотя динамикам MEMS требуется большее напряжение, чем традиционным электродинамическим громкоговорителям, их общая потребляемая мощность ниже, поскольку они требуют более низкого управляющего тока из-за их высокого внутреннего сопротивления. Это по-сути пьезоэлектрические элементы. Громкоговорители MEMS имеют свойства, схожие с конденсаторами: большая часть энергии является реактивной и может быть повторно использована, что позволяет еще больше снизить энергопотребление. В таблице показан ток возбуждения МЭМС-динамика, измеренный тремя различными методами при уровне громкости 94 дБ, и для сравнения то же измерение, выполненное с электродинамическим громкоговорителем.
Низкое энергопотребление делает динамики MEMS идеальными для беспроводных устройств, в частности для беспроводных наушников (работающих от батареек).
Применение МЭМС динамиков
В области применения можно выделить две категории:
- Наушники-вкладыши, где динамик находится в наушнике внутри ушного канала. В этих решениях ухо слышит только звук из громкоговорителя, а внешние звуки приглушаются.
- Внешние устройства, где громкоговоритель находится вне уха и слышно все окружающие звуки.
Основным преимуществом применения МЭМС-решений в этой категории является их небольшой размер, что позволяет установить в готовом устройстве источник питания большей мощности. В сочетании с низким энергопотреблением использование динамиков MEMS позволяет обеспечить более длительное время работы устройства от одного заряда.
Громкоговорители MEMS имеют очень широкую частотную характеристику. Их результаты ясно показывают, что МЭМС вполне могут конкурировать с электродинамическими динамиками с точки зрения качества звука.
Преимущества во внешних устройствах
Потенциал небольшого размера динамиков MEMS можно использовать во внешних устройствах, таких как умные часы и другие носимые гаджеты, и конечно в активных наушниках. Еще одно интересное применение — аудиомодуль для комплектов AR/VR. Он состоит из электродинамического сабвуфера и твитера MEMS, что позволяет добиться гораздо лучшей аудиопередачи чем решения, использующие только один тип громкоговорителя, а кроме того, излучение фокусируется возле уха пользователя, благодаря чему его плохо слышно другим людям, находящимся поблизости от устройства.
Автомобильный рынок также может выиграть от использования громкоговорителей MEMS, которые, соединенные в линию друг с другом, могут быть установлены непосредственно в потолке автомобиля, заменяя большие твитеры. Это решение позволяет увеличить свободное пространство в салоне авто и обеспечивает высокое качество звука, а также облегчает создание систем объемного звучания.
Динамики MEMS пока еще являются новой технологией и полный потенциал будет раскрыт позже, но их уникальные свойства и преимущества по сравнению с электродинамическими громкоговорителями уже известны и несомненны.
