Možnosti využití MEMS snímačů pro konstrukci měřicích mikrofonů

Bílek, Vojtěch

Možnosti využití MEMS snímačů pro konstrukci měřicích mikrofonů

dc.contributor.advisor	Tureček Oldřich, Ing. Ph.D.	cs
dc.contributor.author	Bílek, Vojtěch	cs
dc.contributor.referee	Zuzjak Ladislav, Ing. Ph.D.	cs
dc.date.accepted	2025-06-11
dc.date.accessioned	2026-02-20T16:25:43Z
dc.date.available	2024-10-04
dc.date.available	2026-02-20T16:25:43Z
dc.date.issued	2025-05-23
dc.date.submitted	2025-05-23
dc.description.abstract	Tato diplomová práce se zabývá možnostmi využití MEMS mikrofonů pro účely akustického měření. Cílem práce je navrhnout a realizovat elektronický obvod pro připojení digitálních MEMS mikrofonů s rozhraním I2S a PDM, umožňující integraci do měřicích systémů přes výstup S/PDIF. Důraz je kladen na porovnání parametrůvybraných MEMS snímačů s měřícími mikrofony třídy I dle normy IEC 61672. Teoretická část práce poskytuje přehled MEMS technologií, digitálních audio rozhraní a specifik měřicích aplikací. Praktická část se zaměřuje na návrh, konstrukci a testování funkčního přijímače signálu, který podporuje vzorkovací frekvence až do 192 kHz. Při měřeních v akustické komoře byly analyzovány frekvenční odezvy 4 MEMS mikrofonů a porovnány jejich parametry v závislosti na vzorkovací frekvenci. Navržený obvod umožnil cenové dostupné testování digitálních MEMS mikrofonů s flexibilitou zvukových výstupů. Výsledky měření ukazují, že některé MEMS mikrofony mohou být při dodržení určitých konstrukčních a provozních podmínek vhodné pro měření i nad 20 kHz. Všechny měřené mikrofony ukázaly tendenci rostoucí citlivosti od 2kHz výš. Identifikovány byly limity v oblasti dynamického rozsahu, šumu a stability signálu při vyšších vzorkovacích frekvencích. Návrh také poukazuje na význam kvality propojení s mikrofony, impedance signálových cest a stability hodinového zdroje.	cs
dc.description.abstract-translated	This diploma thesis explores the potential of using MEMS microphones for acoustic measurement applications. The aim of the work is to design and implement an electronic circuit for interfacing digital MEMS microphones with I?S and PDM outputs, enabling integration into measurement systems via an S/PDIF output. Special attention is given to comparing the performance of selected MEMS microphones with Class 1 measurement microphones according to IEC 61672. The theoretical part provides an overview of MEMS technology, digital audio interfaces, and the specific requirements of measurement applications. The practical part focuses on the design, construction, and testing of a functional signal receiver supporting sampling rates up to 192 kHz. Frequency responses of four MEMS microphones were analyzed in an acoustic chamber and their performance compared with respect to varying sampling rates. The proposed solution enabled cost-effective testing of digital MEMS microphones with flexible audio output options. The result of a measurement show that some MEMS microphones, under certain design and operational conditions, may be suitable for measurements above 20 kHz. All tested microphones exhibited a trend of increasing sensitivity above 2 kHz. Limitations were identified in terms of dynamic range, noise, and signal stability at higher sampling rates. The design highlights the importance of proper microphone interfacing, controlled impedance of signal traces, and clock source stability.	en
dc.description.department	Katedra materiálů a technologií	cs
dc.description.result	Obhájeno	cs
dc.format	45 s., 66 541 znaků
dc.identifier	99895
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11025/66042
dc.language.iso	cs
dc.publisher	Západočeská univerzita v Plzni	cs
dc.rights	Plný text práce je přístupný bez omezení	cs
dc.rights.access	openAccess	cs
dc.subject	digitální audio	cs
dc.subject	MEMS	cs
dc.subject	měřící mikrofon	cs
dc.subject	S/PDIF	cs
dc.subject.translated	digital audio	en
dc.subject.translated	MEMS	en
dc.subject.translated	measuring microphones	en
dc.subject.translated	S/PDIF	en
dc.thesis.degree-grantor	Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta elektrotechnická	cs
dc.thesis.degree-level	Navazující	cs
dc.thesis.degree-name	Ing.	cs
dc.thesis.degree-program	Elektronika a informační technologie	cs
dc.title	Možnosti využití MEMS snímačů pro konstrukci měřicích mikrofonů	cs
dc.title.alternative	Using MEMS sensors for the construction of measurement microphones	en
dc.type	diplomová práce	cs
local.files.count	6	*
local.files.size	17743220	*
local.has.files	yes	*
local.relation.IS	https://portal.zcu.cz/StagPortletsJSR168/CleanUrl?urlid=prohlizeni-prace-detail&praceIdno=99895