EO_482

ANALOG/MIXED SIGNAL MEMS 30 - ELETTRONICA OGGI 482 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2019 L’ intelligenza ambientale (AmI - Ambient Intelli- gence) è una tecnologia che in tempi brevi si è diffusa su larga scala. In un gran numero di abitazioni sono presenti altoparlanti “smart” in grado di comprendere i comandi vocali, mentre i cruscotti e i sistemi di navigazione delle moderne automobili utilizzano comandi vocali al posto delle interazioni di tipo tattile per evitare distrazioni al guidatore. I con- trollori e i sensori per applicazioni IoT, così come i dispositivi indossabili, hanno iniziato ad adottare interfacce a comando vocale che per- mettono di risolvere le pro- blematiche legate all’ag- giunta di un’interfaccia utente a dispositivi trop- po piccoli per ospitare un touchscreen o una tastiera. Un componente essenziale di questi progetti è senza dub- bio il microfono che, preferibilmente, dovrebbe abbinare un’elevata qualità a un prezzo contenuto. In molti casi, un singolo mi- crofono non è sufficiente. Il forte rumore di sottofon- do generato da apparecchi televisivi o riproduttori musicali negli ambienti chiusi o il rumore prodotto dalle automobili o dai passanti all’esterno non per- mettono a un sistema dotato di un solo microfono di individuare con facilità i segnali di interesse. Per que- sto motivo, i progettisti hanno iniziato a integrare uno o più microfoni in configurazione array. Questi siste- mi utilizzano tecniche di beamforming per potersi focalizzare sulle sorgenti sonore principali presenti in una stanza, eliminando le interferenze provenienti da altre sorgenti. In questo modo, possono seguire la voce della persona nel momento in cui questa si sposta ed eseguire la separazione “alla cieca” delle sorgenti (blind source separation) quando più di un utente si trova nel loro raggio d’azione. I microfoni realizzati con la tecnologia tradizionale sono troppo ingombranti per poter essere integrati nella maggior parte dei sistemi. La tecnologia MEMS (Micro Electro- Mechanical System), per contro, permette di ridurre le dimensioni dei microfoni a un livello tale da con- sentire l’integrazione di più microfoni all’interno di un cellulare o un sensor hub (ov- vero un dispositivo come ad esempio un micro- controllore o un DSP che in- tegra ed elabora i dati acqui- siti da più sensori) per a p p l i c a z i o n i IoT. Questo è il motivo per cui i sensori MEMS sono presenti in telecame- re, sistemi di sicurezza, assistenti digitali a coman- do vocale, robot e apparecchi televisivi, oltre che in numerosi sistemi che si trovano nell’abitacolo delle automobili. I tradizionali microfoni a condensatore sono basati su condensatori con intercapedine d’aria (air-gap) formati da una struttura fissa (backplate) e un dia- framma flessibile. Il progetto della maggior parte dei microfoni MEMS di tipo capacitivo segue lo stesso principio fondamentale. I sensori utilizzano due o tre armature, un diaframma e una o due strutture fisse. Quando il diaframma si sposta in risposta a un im- pulso sonoro, la capacità varia e l’elettronica per il MEMS acustici: quando i sistemi ci ascoltano Mark Patrick Mouser Electronics La tecnologia MEMS permette di ridurre le dimensioni dei microfoni a un livello tale da consentire l’integrazione di più microfoni all’interno di un cellulare o un sensor hub per applicazioni IoT Il dispositivo IM69D130 di Infineon