Развитие новых технологий, в частности технологии MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), привело к созданию принципиально новых цифровых MEMS-микрофонов (иногда их называют кремниевыми микрофонами). Как и обычный электретный микрофон, MEMS-микрофон состоит из гибкой диафрагмы, жесткой подложки и демпфирующего отверстия с электрическим зарядом на подложке. Диафрагма находится в непосредственной близости от подложки, образуя конденсатор. Под воздействием звукового давления диафрагма движется, при этом изменяется емкость между ней и подложкой. Эти изменения измеряются и выводятся в виде электрического сигнала. MEMS-микрофон после изготовления не имеет заряда. Заряд при напряжении 12 В закачивается в подложку с помощью CMOS-схемы. Микросхема поддерживает этот заряд, когда микрофон активирован [4, 7].
MEMS-микрофон выпускаются как без усилителя, так и со встроенным усилителем.
Микрофон в сборке (CMOS + MEMS) заключается в корпус на металлической плате для создания эффекта клетки Фарадея. На подложке смонтированы фильтрующие конденсаторы для защиты от наводок. В этом же корпусе устанавливаются усилитель сигнала, различного вида фильтры, а также аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В качестве АЦП наиболее часто используется D-модулятор (рис. 1) [9].
Рис. 1. Внешний вид MEMS-микрофонов в сборке (а),
структурная схема MEMS-микрофона в сборке (б)
MEMS-микрофон обеспечивает равномерную частотную характеристику в звуковом диапазоне от 100 Гц до 10 кГц и имеет очень высокую чувствительность, порядка от 42 до 26 дБ относительно (В/Па), то есть от 8 до 50 мВ/Па [4, 7]. Таким образом, при использовании в проводных системах MEMS-микрофонов в сборке (CMOS + MEMS) в линию передается цифровой импульсный сигнал.
Для повышения качества перехваченных разговоров микрофоны устанавливаются, как правило, вблизи мест возможного ведения разговоров. Чтобы микрофоны не были обнаружены, они скрытно устанавливаются в ограждающие конструкции или камуфлируются под предметы интерьера помещений. Современные технологии позволяют изготавливать субминиатюрные микрофоны, которые легко установить в оконной раме или в раме картины. При правильной установке в ограждающей конструкции (например, в стене здания) субминиатюрный микрофон практически невозможно обнаружить даже нелинейным локатором.
