MEMS کی بنیاد پر ساؤنڈ لیول میٹر کیسے ڈیزائن کیا جائے؟
MEMS مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹم ہیں جو مائیکرو الیکٹرانک سرکٹس بنانے کے لیے استعمال ہونے والے ایک ہی مواد (عام طور پر سلکان) اور اینچنگ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے گھڑے جاتے ہیں۔ یہ تکنیکیں اعلی صحت سے متعلق اور تولیدی صلاحیت کے ساتھ مائکرو اسکیل اور نانوسکل ڈھانچے بنا سکتی ہیں۔ MEMS مائیکروفون بہت چھوٹے لیکن انتہائی حساس ہوتے ہیں (آواز کا فرش عام طور پر 30dBA سے بہتر ہوتا ہے)۔ بہت سے MEMS مائیکروفون ڈیوائس کی سطح (یہاں تک کہ چپ کی سطح) پر ایمپلیفیکیشن اور ڈیجیٹل سیمپلنگ چپس کو مربوط کرتے ہیں، اس طرح براہ راست ڈیجیٹل سگنل فراہم کرتے ہیں اور سسٹم یا آلے کے دوسرے حصوں کی لاگت کو کم کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، ڈیوائس کی سطح پر ینالاگ سے ڈیجیٹل سرکٹری کا براہ راست انضمام روایتی ڈیزائن میں ینالاگ ان پٹ لائنوں کے ساتھ مل کر برقی مقناطیسی شور کو ختم کرتا ہے۔
MEMS مائیکروفون سختی سے کنٹرول شدہ مائیکروچنگ کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں، لہذا ہر MEMS مائکروفون کی انفرادی خصوصیات انتہائی مطابقت رکھتی ہیں۔ وہ بہت لکیری ہیں (0.1 فیصد کل ہارمونک ڈسٹورشن (HD) اس کے علاوہ، MEMS مائیکروفون درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے لیے بہت کم حساسیت رکھتے ہیں، اور اسی طرح، ان کے مائیکروفون ڈایافرامز اتنے چھوٹے اور پتلے ہوتے ہیں کہ وہ الیکٹرو سٹیٹک مائکروفونز کے مقابلے میں 10 گنا کم کمپن کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، MEMS مائیکروفون کنزیومر الیکٹرانکس مارکیٹ میں بڑے پیمانے پر دستیاب ہیں، اس لیے وہ بہت سستے بھی ہیں۔ ان کی حساسیت وقت کے ساتھ بہت مستحکم رہتی ہے اور عام طور پر قسم I کی وضاحتوں کے اندر رہنے کے لیے دوبارہ کیلیبریشن کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
یہ فوائد MEMS مائکروفونز کو ڈیزائن کے لیے مثالی بناتے ہیں۔ بلاشبہ، MEMS مائیکروفون میں کچھ کوتاہیاں ہیں جن کو پورا کرنے کے لیے اگر وہ ایک موثر ساؤنڈ لیول میٹر ڈیزائن کرنا چاہتے ہیں۔
چونکہ MEMS مائیکروفون ڈیوائس کی سطح پر ڈیجیٹل سگنل فراہم کرتے ہیں، اس لیے سرکٹ سے دباؤ کے حساس گہا کو ہٹانا اور الگ تھلگ میں اینالاگ لنک کو جانچنا ممکن نہیں ہے۔ ساؤنڈ لیول میٹرز کے لیے تمام متعلقہ معیارات 1970 کی دہائی میں لکھے گئے تھے اور یہ فرض کیا گیا تھا کہ ساؤنڈ لیول میٹر کا ڈیزائن ایک مائیکروفون کیویٹی پر مشتمل ہوتا ہے جس میں اینالاگ پروسیسنگ چین یا اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر (ADC) ہوتا ہے جس کے بعد ڈیجیٹل پروسیسنگ چین ہوتا ہے۔ اس کے لیے آواز کی سطح کے میٹر کو جانچنے کے لیے مائیکروفون کے بجائے الیکٹریکل سگنلز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسری طرف، MEMS مائیکروفون، ڈیوائس کی سطح پر ینالاگ سے ڈیجیٹل تبدیلی کو مکمل کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ اگرچہ ساؤنڈ لیول میٹر میں معیار کی تعمیل کرنے کے لیے مطلوبہ کارکردگی ہو سکتی ہے، لیکن اس میں بیان کردہ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے اسے جانچا نہیں جا سکتا۔ وہ معیار.
MEMS مائیکروفون کے سلیکون ڈھانچے کے بہت چھوٹے سائز کی وجہ سے، دھول کے چھوٹے ذرات بھی آسانی سے مائیکروفون کیوٹی میں داخل ہو سکتے ہیں اور انہیں نقصان پہنچا سکتے ہیں۔ انتہائی اعلی جامد اور متحرک دباؤ (عام طور پر 160 dB-SPL سے اوپر) بھی ان چھوٹے سلیکون ڈھانچے کو نقصان پہنچا سکتے ہیں۔
MEMS مائکروفونز میں عام طور پر 10kHz سے 20kHz رینج میں تیز گونج ہوتی ہے۔ اس گونج کے لیے تصحیح کی ضرورت ہے تاکہ آواز کی سطح کے میٹر کا تعدد ردعمل مناسب معیار کی حدود میں آئے۔
