طراحی، مدلسازی و شبیه سازی میکروفون خازنی ممز بیسیم‎ ‎

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

doi
10.22075/jme.2024.32355.2561
چکیده

در این مقاله یک ساختار جدید از میکروفون خازنی‎ ‎ممز(‏MEMS‏)‏ ‏ بی‌سیم ‏ طراحی، ‏آنالیز و مدلسازی شده‌است. در ساختار پیشنهادی از یک میکروفون با ولتاژ پولین ‏ ‏بسیار کم استفاده شده که با یک سلف ممزی سری است. سلف ممزی با یک سلف ‏خارجی در حالت القای متقابل قرار دارد و ولتاژ مورد نیاز میکروفون را تامین می‌کند. ‏اطلاعات دریافتی میکروفون نیز از طریق القای متقابل ‏ منتقل می شود. سنسور برای ‏استفاده در سمعک ناشنوایان طراحی شده است. ابعاد میکروفون برابر ‏μm2‎‏250‏‎×‎‏250 ‏است که در میان سلف ممزی با ابعاد ‏mm2‎‏2‏‎×‎‏2 قرار دارد. میکروفون و سلف ممزی هر ‏کدام به صورت جداگانه تحلیل شده و سپس با استفاده از المان‌های فشرده الکترونیکی ‏مدل سازی شده‌ و روابط ریاضی برای طراحی سنسور ارائه شده ‌است. شبیه‌سازی بخش ‏ممزی در‎ ‎نرم‌افزار ‏Intellisuite‏ و شبیه‌سازی بخش مداری، در نرم‌افزارADS‏ انجام ‏شده‌است. سنسور به علت استفاده از المان های غیر فعال ‏ و ممزی، کم نویز و کم توان ‏بوده و سیگنال به نویز و توان مصرفی آن به ازای ورودی ولتاژ ‏mv‏100 برابرdb‏79.6 و ‏mW‏204 است. به دلیل عدم وجود باتری، ابعاد سنسور پیشنهادی کوچک است و ‏برای کاربرد‌‌های پزشکی و امنیتی مناسب است.‏