Reduction of Nonlinear Distortion in Condenser Microphones Using a Simple Post-Processing Technique

本文介绍了一种新颖的方法，用于有效减少单背板 condenser 麦克风（即大多数 MEMS 麦克风、studio recording condenser 麦克风以及实验室 measurement 麦克风）中的 nonlinear distortion。该 simple post-processing 技术可以轻松集成到外部硬件中，如模拟电路、microcontroller、audio codec、DSP 单元或在 MEMS 麦克风 ASIC 芯片中的情况。它显著减少了麦克风在其频率和 dynamic range 上的 distortion。它依赖于单个 parameter，该 parameter 可从麦克风的 physical 参数或本文中呈现的 straightforward measurement 中推导得出。对该 parameter 的 optimal 估计可实现最佳 distortion reduction，而过度估计该 parameter 永远不会将 distortion 增加到原始水平。该技术在一款 MEMS 麦克风上进行了测试。我们的发现表明，对于谐波激励，该提议技术将第二个谐波降低约 40 dB，从而显著降低了 Total Harmonic Distortion（THD）。该 distortion reduction technique 的效率通过 two-tone 和 multitone 实验表明，对 more complex signals 也具有显著效果，其中 second-order intermodulation products 降低至少 20 dB。