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超声波MEMS传感器SPM0404UD5的性能优势和实用性可能性

电子设计 ? 2019-03-01 08:10 ? 次阅读

Knowles MEMS技术实现了独特的宽带商用超声波传感器元件。本文解释了产品的性能优势和实用性可能性。

超声波被定义为上面的循环声压力人类听觉的频率限制,大约20 kHz。这是超声波最明显的特征,但不一定是最重要的。根据应用要求,用户可能还会关注:

衍射和包装效果

对于许多音频设备,设备的尺寸和形状差别不大用于音频性能。当物理对象的大小约为1/4或更大时,衍射开始变得重要。在20 kHz时,1/4波长约为4 mm;在100 kHz时,1/4波长小于1 mm。

因此,超声波麦克风是方向性的,尽管它只有一个声学端口。方向图取决于麦克风的封装和测量方式。需要极性响应测量来确定特定频率下的精确方向模式。

传播损失和吸收

声强降低6每点距离点源的距离均为dB。

超声波?#19981;?#22240;吸收效应而迅速失去能量,吸收随着频率和湿度的增加而增加。对于更高的湿度,在80 kHz频率下损耗可达到3 dB/m以上。

测量和校准

执行测量时,应考虑以下?#25913;希?/p>

超声波声源

声学带宽要求决定了可以使用的扬声器类型。

普通的高音扬声器组件可能足以测量高达50 kHz的频率。检查组件规格。

对于高达100 kHz的测量,需要专门的扬声器。一个例子是Murata ES-105A(停产)。

超声波参考麦克风

用于测量对于50 kHz,建议使用1/4英寸参考麦克风。请咨询Bruel和Kjaer或GRAS,了解可用的类型和所需设备。

对于高达100 kHz的测量,建议使用1/8英寸的参考麦克风。请咨询Bruel和Kjaer或GRAS,了解可用的类型和所需设备。

校准测量

测试麦克风和参考麦克风放入声音在距离1米的扬声器处以90度入射的端口。麦克风端口应尽可能靠近放置而不要接触。

在感兴趣的频率范围内扫描声源,并比较参考麦克风输出以测试麦克风输出。计算测试麦克风对给定声压的响应。音频分析仪可用于促进测量。

使用和录制

在听力和录音应用中使用超声波传感器需要考虑以下因素: br》

用于超声波记录的设备必须具有足够的频率带宽,以避免滤出感兴趣的频率。

麦克风电平信号需要预放大,因此请检查任何前置放大器的规格用于收听或录音。

如果使用PC记录超声波信号,请确认声卡支持的采样率至少是最大感兴趣频率的两倍。在所使用的录像机程序的记录设置中设置足够的采样率(例如Adobe Audition或类似)。

典型传感器性能

SPM0404UD5的频率响应覆盖范围很广带 - ?#21451;?#38899;速到超声波(见图2)。在频率范围的两个极端情况下进行测量都需要专门的设备。 SPM0404UD5可用作传感器,传统麦克风或两者。

超声波MEMS传感器SPM0404UD5的性能优势和实用性可能性

图2:SPM0404UD5的频率响应。

SPM0404UD5的频谱噪声为如图3所示。噪声是在一个密封的重型钢制外壳中测量的,该外?#24378;?#22312;垫子上以限制振动传递(见图4)。

超声波MEMS传感器SPM0404UD5的性能优势和实用性可能性

图3:光谱噪声对于SPM0404UD5。

超声波MEMS传感器SPM0404UD5的性能优势和实用性可能性

图4:用于测量频谱噪声的铰链式噪声室

低频相对相位

如果将SPM0404UD5用于低频?#32422;?#39640;频,均匀的相位性能对于阵列性能或前馈的一致性可能很重要系?#22330;?#22270;5中的测量结果将SPM0404UD5相位噪声与密封腔内实验?#20063;?#32771;麦克风的相位噪声进行了比较。

超声波MEMS传感器SPM0404UD5的性能优势和实用性可能性

图5:SPM0404UD5相位噪声与实验?#20063;?#32771;麦克风的对?#21462;?/p>

典型的超声波传感器应用

使用超声波传感器的典型应用包括:

比较频域中的正常声学特征与异常声学特征:

条件监测:超声波声学传感可能是一种?#24418;?#24341;力的选择,用于监测物体,如轴?#26657;?#38400;门,电机,齿轮和泵,以预测?#25910;?#25110;需要更换。声学传感器不需要与设备接触。在超声波范围内通常几乎没?#33455;?#20105;信号。

泄漏检测:超声波传感器可?#32422;?#21548;压力和真空系统中的泄漏检测,例如锅炉,热?#25442;?#22120;,冷凝器,冷却器,储罐

电气检测:识别电气设备的电弧和电晕。

到达时间:a可以使用两个或多个SPM0404UD5超声MEMS传感器阵列来确定近距离声源/发射器的方向/位置。

事件检测:可以使用一个或多个SPM0404UD5超声MEMS传感器进行检测产生超声能量的事件,如脉冲或声冲击波。

评估样品

SPM0404UD5可通过Digi-Key的库存分配获得。 Knowles还可以提供表面安装在小型pcb上的样品,以方便布线

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IOTE2019第十二届国际物联网展(深圳站),将于2019年7月30日-8月1日在深圳会展中心拉开....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 05-17 17:54 ? 825次 阅读
村田中国将亮相IOTE2019深圳物联网展

如何进行四旋翼飞行器无刷直流电机调速系统的设计

提 出了一种适 用于飞行器上 的无传感器型无刷 直流 电机 的控 制方案。采 用 A Tm ega8....
发表于 05-17 17:36 ? 101次 阅读
如何进行四旋翼飞行器无刷直流电机调速系统的设计

LC717A30UJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A30UJ是一款高性能,?#32479;?#26412;,高可用性的电容转换器,适用于静电电容式触摸和接近传感器。 8个电容感应输入通道,适用于需要一系列开关的任何终端产品。 LC717A30J通过其自动校准功能和最少的外部元件简化了系统开发时间。每个传感器的检测结果(ON / OFF)由串行接口(I C或SPI)读出。 检测系统:使用互电容的差分电容检测 传感器输入?#27010;蹋?#20351;用小到大电容传感器输入?#27010;?#24037;作 输入电容?#30452;?#29575;:电容检测低至毫微微法拉水平 8个传感器的测量时间为16 ms 最小外部组件 可选接口:I C或SPI 电流消?#27169;?.8 mA(V = 5.5 V) 供电电压:2.6至5.5 V AEC-Q100?#29616;?#21644;PPAP能力 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:26 ? 24次 阅读
LC717A30UJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LC717A10AR 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A10AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,?#32479;?#26412;电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容?#30452;?#29575;:可?#32422;?#27979;毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)< / li> 用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消?#27169;?70μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V < / li> 检测操作:切换...
发表于 04-18 20:26 ? 21次 阅读
LC717A10AR 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LC717A00AR 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A00AR是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,?#32479;?#26412;电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可?#32422;?#27979;每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(例如增益),因?#35828;?#24212;用推荐的开关模式时,LC717A00AR可以独立运?#23567;?#27492;外,由于LC717A00AR具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外?#21487;?#22791;调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容?#30452;?#29575;:可?#32422;?#27979;毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消?#27169;?20μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...
发表于 04-18 20:26 ? 25次 阅读
LC717A00AR 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LC717A10AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A10AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,?#32479;?#26412;电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有16通道电容传感器输入。这使其成为需要许多开关的产品的理想选择。由于校准功能和ON / OFF的判断是在LSI内部自动执行的,因此可以使开发时间更短。每个输入的检测结果(ON / OFF)可以通过串行接口(I C兼容总线或SPI)读出。此外,每个输入的测量值可以作为8位数字数据读出。此外,可以使用串行接口调整增益和其他参数。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容?#30452;?#29575;:可?#32422;?#27979;毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(16个差分输入): 30ms(典型值)(初始配置时), 6ms(典型值)(最小间隔配置)< / li> 用于测量的外部组件:不需要 接口:I C兼容总线或SPI可选。 电流消?#27169;?70μA(典型)(V = 2.8 V),1.3 mA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V < / li> 检测操作:切换...
发表于 04-18 20:26 ? 22次 阅读
LC717A10AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LC717A00AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

信息 LC717A00AJ是一款用于静电电容式触摸传感器的高性能,?#32479;?#26412;电容数字转换器LSI,尤其专注于可用性。它有8通道电容传感器输入。内置逻辑电路可?#32422;?#27979;每个输入的状态(ON / OFF)并输出结果。这使其成为各种开关应用的理想选择。在电源激活期间或环境发生变化时,内置逻辑电路会自动执行校准功能。此外,由于配置了参数的初始设置(如增益),因此在应用推荐的开关模式时,LC717A00AJ可以独立运?#23567;?#27492;外,由于LC717A00AJ具有与I C和SPI总线兼容的串行接口,因此可以根据需要使用外?#21487;?#22791;调整参数。此外,8输入电容数据的输出可以作为8位数据进行检测和测量。 检测系统:差分电容检测(互电容型) 输入电容?#30452;?#29575;:可?#32422;?#27979;毫微微法拉顺序中的电容变化 测量间隔(8个差分输入): 18ms(典型值)(初始配置时), 3ms(Typ (最小间隔配置) 用于测量的外部元件:不需要 电流消?#27169;?20μA(典型值)(V = 2.8 V), 740μA(典型值)(V = 5.5 V) 电源电压:2.6 V至5.5 V 检测操作:开关 接口:I C兼容总线或SPI可选。...
发表于 04-18 20:26 ? 23次 阅读
LC717A00AJ 用于静电电容式触摸传感器的电容数字转换器

LB11683H 三相无传感器电机驱动器

信息 LB11683H是一款三相全波电流线性驱动无传感器电机驱动器。它采用无传感器控制系统,无需使用霍尔效应器件。为了实现更安静的运?#26657;琇B11683H具有电流软开关电路,是驱动冰箱等冷却风扇电机的理想选择。 电流线性驱动器 内置限流电路 输出级过饱和防止电路 线圈反电动势FG输出 内置热关断电路 节拍锁定防止电路 锁定保护电路 锁定检测输出
发表于 04-18 20:18 ? 23次 阅读
LB11683H 三相无传感器电机驱动器

LA0151CS 环境光传感器,线性电流输出,具有2?#23545;?#30410;切换

信息 LA0151CS是一种线性电流输出型照明(环境光)传感器,具有2?#23545;?#30410;切换。 极小的封装(1.01 * 1.01 * 0.6 mm) 低功?#27169;?000 Lux时150uA) IR区无敏感 低增益模式功能(-35 dB)
发表于 04-18 20:17 ? 16次 阅读
LA0151CS 环境光传感器,线性电流输出,具有2?#23545;?#30410;切换

QSE259 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 ? 2次 阅读
QSE259 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE258 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 ? 0次 阅读
QSE258 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE256 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 ? 0次 阅读
QSE256 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE159 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...
发表于 04-18 20:16 ? 0次 阅读
QSE159 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE257 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE25x系列是在输出处配有施密特触发器的OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。 本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。 在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。 这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅IC 封装类型: 侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 日光过滤器 高灵敏度 直接的TTL/LSTTL接口...
发表于 04-18 20:16 ? 0次 阅读
QSE257 塑硅光电逻辑光电传感器

QSE158 塑硅光电逻辑光电传感器

信息QSE15X 系列是在输出处配有施密特触发器的 OPTOLOGIC? IC,该触发器为抗噪能力和脉冲整形提供滞后。本IC的基本构件块由一个光电二极管、一个线性放大器、稳压器、施密特触发器和四个输出选件组成。在4.5-16.0伏对应的电源电流范围内,TTL/LSTTL兼容输出可驱动多达十个TTL负载。这些器件都标有便于识别的彩色条纹。 双极硅 IC 封装类型:侧面可视封装 中等宽接收?#29301;?0° 封装材料和颜色:黑色环氧树脂 还提供透明包装:“C”后缀 匹配发射极:QEE113/QEE123 日光过滤器 高灵敏度 直接的 TTL/LSTTL 接口...
发表于 04-18 20:16 ? 26次 阅读
QSE158 塑硅光电逻辑光电传感器

QSD2030F 塑料硅光电传感器

信息QSD2030F PIN光电二极管 封装类型: T-1 3/4(5mm透镜尺寸) 宽接收?#29301;?0° 日光过滤器 封装材料和颜色: 黑色环氧树脂 高灵敏度 峰?#24471;?#24863;度l = 880nm
发表于 04-18 20:16 ? 23次 阅读
QSD2030F 塑料硅光电传感器

QRD1113 反射对象传感器

信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应?#21363;?#30452;于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器
发表于 04-18 20:16 ? 27次 阅读
QRD1113 反射对象传感器

QRE1113 反射对象传感器

信息QRE1113 光电晶体管输出 无接触表面感测 微型封装 时尚设计: 鸥翼式 两种引脚形式选择: 通孔(QRE1113)SMT鸥翼式(QRE1113GR) 两种封装选择: 管状(QRE1113)卷带和卷盘(QRE1113GR)
发表于 04-18 20:16 ? 29次 阅读
QRE1113 反射对象传感器

QRD1114 反射对象传感器

信息QRD1113/14反射对象传感器由一个红外发光二极管和一个NPN硅光敏达林顿放大器并排安装在一个黑色塑料外壳中构成。 轴上的发射器辐射和探测器响应?#21363;?#30452;于QRD1113/14的表面。 只有当探测器的视场中出现反射物或反射表面,二极管发出辐射时,光敏达林顿放大器才会作出响应。 光电晶体管输出 无接触表面感测 未聚焦感测扩散表面 紧凑封装 传感器上的日光过滤器
发表于 04-18 20:15 ? 29次 阅读
QRD1114 反射对象传感器

XTR105-DIE 具有传感器激励和线性化的 4-20mA 电流发送器

信息描述 XTR105 是一款带有两个精准电流源的单片 4-20mV,2 线制电流发送器。 它提供针对铂 RTD 温度传感器和桥、仪表放大器、和一个单集成电路上的电流输出电路的完整电流激励。多用途线性化电流提供一个对 RTD 的第二阶修正,通常可以实现一个 40:1 的线性改进。 仪器放大器增益可针对宽范围的温度或者压力测量进?#20449;?#32622;。 整个电流发送器的总体未调整误差足够低以?#24066;?#22312;未经调整的情况下用于很多应用。 这包括零输出电流漂移,和非线性。 XTR105 在环路电源电压上运?#23567;?#29305;性 低未调整误差 两个精准电流源 线性化 2 线制或者 3 线制远程电阻温度检测器 (RTD) 操作 ?#25512;?#31227;漂移 低输出电流噪声 高电源抑制 (PSR) 高共模抑制 (CMR) 宽电源电压...
发表于 04-18 20:10 ? 29次 阅读
XTR105-DIE 具有传感器激励和线性化的 4-20mA 电流发送器

AC1361 CJC传感器

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统Additional 6B Resources: Accessories, Backplanes and Power SuppliesSales and Service: North America (SCS Embedded Tech), Rest of World
发表于 04-18 19:15 ? 32次 阅读
AC1361 CJC传感器

AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统Additional 3B Resources: Accessories, Backplanes and Power SuppliesSales and Service: North America (SCS Embedded Tech), Rest of WorldDownload a PDF copy of this user manual
发表于 04-18 19:15 ? 32次 阅读
AC1345 带CJC传感器的独立模块安装套件
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