কিভাবে MEMS এর উপর ভিত্তি করে একটি সাউন্ড লেভেল মিটার ডিজাইন করবেন?
MEMS হল মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম যা একই উপকরণ (সাধারণত সিলিকন) এবং মাইক্রোইলেক্ট্রনিক সার্কিট তৈরি করতে ব্যবহৃত এচিং কৌশল ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। এই কৌশলগুলি উচ্চ নির্ভুলতা এবং প্রজননযোগ্যতার সাথে মাইক্রোস্কেল এবং ন্যানোস্কেল কাঠামো তৈরি করতে পারে। MEMS মাইক্রোফোনগুলি খুব ছোট কিন্তু অত্যন্ত সংবেদনশীল (শব্দ ফ্লোর সাধারণত 30dBA এর চেয়ে ভাল)। অনেক MEMS মাইক্রোফোন ডিভাইস স্তরে (এমনকি চিপ স্তরে) পরিবর্ধন এবং ডিজিটাল স্যাম্পলিং চিপগুলিকে একীভূত করে, যার ফলে সরাসরি ডিজিটাল সংকেত প্রদান করে এবং সিস্টেম বা যন্ত্রের অন্যান্য অংশের খরচ হ্রাস করে। উপরন্তু, ডিভাইস স্তরে এনালগ-টু-ডিজিটাল সার্কিট্রির সরাসরি ইন্টিগ্রেশন প্রচলিত ডিজাইনে এনালগ ইনপুট লাইনের সাথে মিলিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শব্দ দূর করে।
MEMS মাইক্রোফোনগুলি একটি শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত মাইক্রোইচিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, তাই প্রতিটি MEMS মাইক্রোফোনের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্যগুলি অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ। এগুলি খুব রৈখিক (0.1 শতাংশ মোট হারমোনিক বিকৃতি (HD) বা 1kHz/94dB SPL-এ ভাল) এবং একটি বিস্তৃত গতিশীল পরিসর রয়েছে (সাধারণত 30dBA থেকে 120dBA এর চেয়ে ভাল)। এছাড়াও, MEMS মাইক্রোফোনের তাপমাত্রা পরিবর্তনের প্রতি সামান্য সংবেদনশীলতা থাকে এবং একইভাবে, তাদের মাইক্রোফোন ডায়াফ্রামগুলি এত ছোট এবং পাতলা যে তারা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মাইক্রোফোনের তুলনায় কম্পনের প্রতি 10 গুণ কম সংবেদনশীল। এছাড়াও, MEMS মাইক্রোফোনগুলি ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স বাজারে ব্যাপকভাবে পাওয়া যায়, তাই সেগুলিও খুব সস্তা। তাদের সংবেদনশীলতা সময়ের সাথে সাথে খুব স্থিতিশীল থাকে এবং সাধারণত টাইপ I স্পেসিফিকেশনের মধ্যে থাকার জন্য পুনরায় ক্যালিব্রেশনের প্রয়োজন হয় না।
এই সুবিধাগুলি MEMS মাইক্রোফোনগুলিকে ডিজাইনের জন্য আদর্শ করে তোলে৷ অবশ্যই, এমইএমএস মাইক্রোফোনগুলির কিছু ত্রুটি রয়েছে যদি তারা একটি দক্ষ সাউন্ড লেভেল মিটার ডিজাইন করতে চায়।
যেহেতু MEMS মাইক্রোফোনগুলি ডিভাইস স্তরে ডিজিটাল সংকেত প্রদান করে, তাই সার্কিট থেকে চাপ সংবেদনশীল গহ্বর অপসারণ করা এবং বিচ্ছিন্নভাবে অ্যানালগ লিঙ্ক পরীক্ষা করা সম্ভব নয়। সাউন্ড লেভেল মিটারের জন্য সমস্ত প্রাসঙ্গিক মান 1970-এর দশকে লেখা হয়েছিল এবং ধরে নেওয়া হয়েছিল যে সাউন্ড লেভেল মিটার ডিজাইনে একটি একক মাইক্রোফোন গহ্বর রয়েছে যা একটি এনালগ প্রসেসিং চেইন বা একটি এনালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টার (ADC) এবং একটি ডিজিটাল প্রসেসিং চেইন অনুসরণ করে। এর জন্য সাউন্ড লেভেল মিটার পরীক্ষা করার জন্য মাইক্রোফোনের পরিবর্তে বৈদ্যুতিক সংকেত ব্যবহার করা প্রয়োজন। অন্যদিকে, MEMS মাইক্রোফোনগুলি ডিভাইস স্তরে অ্যানালগ-থেকে-ডিজিটাল রূপান্তর সম্পূর্ণ করে, যার অর্থ হল যদিও একটি সাউন্ড লেভেল মিটারে একটি স্ট্যান্ডার্ড মেনে চলার জন্য প্রয়োজনীয় কর্মক্ষমতা থাকতে পারে, তবে এটি নির্দিষ্ট পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে পরীক্ষা করা যাবে না। যে মান.
MEMS মাইক্রোফোনের সিলিকন কাঠামোর খুব ছোট আকারের কারণে, এমনকি ক্ষুদ্র ধূলিকণাগুলি সহজেই মাইক্রোফোনের গহ্বরে প্রবেশ করতে পারে এবং তাদের ক্ষতি করতে পারে। অত্যন্ত উচ্চ স্ট্যাটিক এবং গতিশীল চাপ (সাধারণত 160 dB-SPL-এর উপরে) এই ছোট সিলিকন কাঠামোর ক্ষতি করতে পারে।
MEMS মাইক্রোফোনে সাধারণত 10kHz থেকে 20kHz পরিসরে তীক্ষ্ণ অনুরণন থাকে। এই অনুরণনের জন্য সংশোধন প্রয়োজন যাতে সাউন্ড লেভেল মিটারের ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স যথাযথ স্ট্যান্ডার্ডের সীমার মধ্যে পড়ে।
