Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP MEMS Mikrofone für Ultraschall


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von Andreas (Gast)


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Hallo zusammen,
ich bin gerade auf der Suche nach einem MEMS Mikrofon, welches mein 
40kHz Ultraschallsignal wandeln kann.
Irgendwie habe ich bis jetzt nur zwei mögliche Bausteine der Firma 
Knowles (SPH0641LU4H-1 und SPU0410LR5H-QB) gefunden, die für 40kHz 
ausgelegt sind.
Aber da müsste es doch mehr geben. Hat jemand hier einen Tipp, wo man 
solche Bausteine noch finden kann, beziehungsweise auch eine 
Empfehlung/eigene Erfahrungen?

Danke für eure Hilfe!
Andreas

von Detlef _A (Gast)


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Nein, zumindest das SPH0641LU4H-1 ist gespect bis 80kHz und das geht 
auch noch höher. Read the friendly datasheet. Die mir bekannnten MEMS 
mics machen super Ultraschall.

Cheers
Detlef

von Andreas (Gast)


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Hallo Detlef,
was sind denn die dir bekannten MEMS Mics? Ich selber finde eben nur die 
zwei, die für 40kHz ausgelegt sind. Alle anderen, die ich so die letzten 
Tage gefunden habe sind entweder nur bis 20kHz oder dann aber ca. 1MHz 
zu finden.
Grüßle Andreas

von Detlef _A (Gast)


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Ich hatte mal diverse Typen von Knowles auf dem Tisch. Anderer 
Hersteller von MEMS mics ist mir nicht bekannt. Die Knowles Dinger sind 
super.

Cheers
Detlef

von Detlef _A (Gast)


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von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Detlef _A schrieb:
> Die mir bekannnten MEMS
> mics machen super Ultraschall.

Die Frage ist, mit welchem Amplituden- und Phasengang. Je geringer die 
Wellenlänge, desto ärger die Beugungseffekte infolge der Bauteile und 
der Verbausitation.

von Andreas (Gast)


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Jürgen S. schrieb:
> Die Frage ist, mit welchem Amplituden- und Phasengang. Je geringer die
> Wellenlänge, desto ärger die Beugungseffekte infolge der Bauteile und
> der Verbausitation.

Naja die Wellenlänge wird ja von meinen 40kHz (US-Frequenz) bestimmt.

Aber so wie ich mittlerweile gesehen haben, gibt es nur die zwei von 
Knowles! Eigentlich spannend, dass man hierfür nicht mehr Angebote 
findet

von Andi (Gast)


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Knowles knows how owls howl.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Andreas schrieb:
> Eigentlich spannend, dass man hierfür nicht mehr Angebote
> findet

Sind eben Sonderanwendungen. MEMS sind ja nicht unbedingt 
Hochleistungsmikros. Ich würde mich da mal bei den einschlägigen 
Kapselherstellern schlau machen.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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So, falls es wen interessiert:

Ich hätte einen aktuellen Test mit einem Knowles PDM-MICRO:

Getaktet auf 4,8MHz von Außen, FIR-Filter mit 384 TAPs, Dezimation auf 
1:24, Grenzfrequenz 3dB auf 100kHz.

Liefert ein relativ deutliches (ca. 6-8 Bit) Signal bei 96kHz aus einem 
Ultraschall-Lautsprecher, erzeugt mit ganzzahliger Sinus-DDS bei fs 
96kHzx1024 Punkte aus meinem FPGA-Synthesizer.

Allerdings ist das Signal recht schwach und stark richtungsabhängig. Es 
wäre sicher noch zu verbessern, wenn man das Filter als schmalen 
Bandbass baut und auf die Zielfrequenz optimiert.

Man kommt aber mit höheren Lautstärken schnell an die Grenze des 
PDM-Wandlers. Richtig optimal wird es wahrscheinlich erst mit einem 
Analogmikro und optimiertem PDM-Wandler, wenn die gesamte Energie auf 
einen schmalen Bereich konzentriert ist und der Wandler darauf 
abgestimmt wird.

Beitrag #6082838 wurde vom Autor gelöscht.
von Burkhard K. (buks)


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Andreas schrieb:
> EMS Mikrofon, welches mein
> 40kHz Ultraschallsignal wandeln kann.

Wieso eigentlich ein Mikrofon - und nicht ein für 40 kHz spezifierter 
Ultraschall-Empfänger? (z.B.: https://www.segor.de/#Q=UST-40R&M=1).

Die Empfindlichkeit wird mit 5mV/Pa angegegen - der Schaltungsaufwand 
dürfte wesentlich schlanker ausfallen, als bei einem PDM oder analogen 
Mikro mit zerklüfteten Frequenzgang. Ultraschallempfänger gibt es für 
eine große Auswahl von Frequenzen. Meine Versuche mit o.g. Teil haben 
ergeben, dass die Empfindlichkeit längst nicht so schmalbanding 
ausfällt, wie die Frequenzangabe vermuten lässt - Sender und Empfänger 
müssen also nicht zwangslaufig eng abgestimmt sein.

von Analoger (Gast)


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Burkhard K. schrieb:
> Wieso eigentlich ein Mikrofon - und nicht ein für 40 kHz spezifierter
> Ultraschall-Empfänger?
Wenn er konkret ein MEMS haben will, wird das seine Gründe haben. 
Vermutlich Vorgabe oder Kostenaspekt. Die Dinger verbauen wir auch von 
Angeginn an, weil sie halt super klein, gut zu handhaben, gut zu 
bestücken und leicht auszuwerten sind.

Ultraschallempfänger dürften da mehr streuen.

Andreas schrieb:
> ich bin gerade auf der Suche nach einem MEMS Mikrofon, welches mein
> 40kHz Ultraschallsignal wandeln kann.
Wie sieht dieses 40kHZ-Signal überhaupt aus?
Nicht, dass da noch kräftig Oberwellen enthalten sind.

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