ZTS6831S 與 ZTS6872S 兩款 MEMS 麥克風的比較表
| 項目 | ZTS6831S | ZTS6872S |
|---|---|---|
| 封裝尺寸 | 4.00 × 3.00 × 1.00 mm（Top Port） | 3.50 × 2.65 × 0.98 mm（Bottom Port） |
| 電源電壓範圍 | 1.60V – 3.60V | 1.60V – 3.60V |
| 靈敏度 | -26 dBFS @ 94dB SPL | -26 dBFS @ 94dB SPL |
| 信噪比 (SNR) | 65 dB(A) | 65 dB(A) |
| 總諧波失真 (THD) | 10% @ 120dB SPL | 1% @ 114dB SPL |
| 最大聲壓 (AOP) | 120 dB SPL | 123 dB SPL @ 10% THD |
| 電流消耗（正常模式） | 約 800–1000 μA | 約 750–1000 μA（依時鐘頻率而異） |
| 睡眠模式電流 | 10–30 μA | 1–5 μA |
| 時鐘頻率範圍 | 1 MHz – 4.8 MHz（正常） 350–800 kHz（低功耗） | 1 MHz – 4.8 MHz（正常） 350–950 kHz（低功耗） |
| 數據格式 | 1/2 cycle PDM | 1/2 cycle PDM |
| 指向性 | 全向性（Omni-directional） | 全向性（Omni-directional） |
| EMI 抗干擾能力 | 具備濾波器，抗干擾能力佳 | 具備濾波器，抗干擾能力佳 |
| 可靠性測試項目 | 17 項（包含熱測試、跌落、震動、ESD 等） | 同樣為 17 項，測試條件類似 |
| 封裝類型 | 多晶片模組（MCM） | 多晶片模組（MCM） |
| 接腳配置 | 8 pins（Top Port） | 5 pins（Bottom Port） |
| 出貨包裝 | Tape & Reel, 5200 pcs/reel | Tape & Reel, 5200 pcs/reel |
差異解析
- 封裝與聲孔位置：ZTS6831S 為上孔（Top Port），ZTS6872S 為下孔（Bottom Port），影響 PCB 設計與聲學路徑。
- 尺寸差異：ZTS6872S 更小更薄，適合空間受限的應用。
- THD 表現：ZTS6872S 在高聲壓下的失真更低，音質更穩定。
- 睡眠電流：ZTS6872S 的待機電流顯著低於 ZTS6831S，更適合低功耗應用。
MEMS 麥克風「上收音（Top Port）」與「下收音（Bottom Port）」的設計差異、優劣分析，以及在系統設計時應注意的要點
上收音 vs 下收音：優劣分析
設計時應注意的要點
對於上收音（Top Port）：
• 外殼開孔位置與尺寸：需與麥克風聲孔對齊，避免偏移造成聲音失真。
• 防水防塵設計：可加裝防水網或聲學膜，但需考慮聲學透過率與阻抗。
• 避免聲學遮蔽：上方不可有結構件阻擋聲音進入，特別是在模組堆疊時。
對於下收音（Bottom Port）：
• PCB 鑽孔設計：孔徑需與麥克風聲孔匹配，避免聲學漏損或反射。
• 聲學通道建模：建議使用 COMSOL 或類似工具模擬孔道阻抗與共振效應。
• EMI 與地線設計：麥克風下方應有完整地平面，並搭配濾波器減少干擾。
• 防水密封：若需防水，孔位周圍需設計密封結構，避免水氣滲入 PCB。
工程師選型思考建議
• 若產品強調聲學品質與一致性（如智慧音箱、筆電），上收音更易控制聲學路徑。
• 若空間極度受限或需隱藏麥克風（如耳機、穿戴裝置），下收音更具整合優勢。
• 若需防水防塵且聲學性能要求高，建議搭配聲學模擬工具進行設計驗證。
Q/A
Q1. ZTS6831S 與 ZTS6872S 這兩款 MEMS 麥克風在物理設計差異是什麼？
Ans1.
◦ 封裝與聲孔位置：ZTS6831S 採用上收音（Top Port）設計，而 ZTS6872S 則為下收音（Bottom Port），這會影響 PCB 的設計與聲學路徑。
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Q2. ZTS6831S 和 ZTS6872S 麥克風的總諧波失真 (THD) 特性如何，這對音質有何影響？
Ans2.
◦ ZTS6831S 的總諧波失真 (THD) 為 10% @ 120dB SPL。
◦ ZTS6872S 的總諧波失真 (THD) 為 1% @ 114dB SPL。
◦ 資料顯示，ZTS6872S 在高聲壓下的失真更低，這表示它的音質表現會更穩定。
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3. 在將「上收音（Top Port）」MEMS 麥克風整合到系統設計時，工程師應注意哪些關鍵要點？
Ans3.
1. 外殼開孔位置與尺寸 2. 防水防塵設計 3. 避免聲學遮蔽
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4. 針對「下收音（Bottom Port）」MEMS 麥克風，工程師在 PCB 設計和聲學性能方面應特別留意哪些設計重點？
Ans4.
1. PCB 鑽孔設計 2. 聲學通道建模 3. EMI 與地線設計 4. 防水密封
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5. 根據產品應用需求，工程師在何種情況下應優先選擇上收音麥克風，又在何種情況下應選擇下收音麥克風？
Ans5.
◦ 選擇上收音（Top Port）麥克風：若產品設計強調聲學品質與一致性，例如智慧音箱或筆記型電腦，上收音麥克風由於其聲學路徑較易控制，會是較佳選擇。
◦ 選擇下收音（Bottom Port）麥克風：若產品的空間極度受限或需要隱藏麥克風，例如耳機或穿戴裝置，下收音麥克風在整合性上更具優勢。
◦ 額外建議：如果產品同時需要防水防塵且對聲學性能有高要求，建議搭配聲學模擬工具進行設計驗證，以確保性能符合預期。
參考來源