Äänianturit

Äänianturit ovat laitteita, jotka havaitsevat ääniaaltojen aiheuttamaa ilmanpaineen muutosta sekä koneiden tärinöitä ja muuttavat sen sähköiseksi signaaliksi. Niitä käytetään sekä kuluttajaelektroniikassa että teollisissa sovelluksissa äänentunnistukseen, melun mittaukseen ja laitteiden kunnonvalvontaan.

Periaatteessa äänet syntyvät ilmanpaineen vaihteluista, ja äänianturit muuntavat tämän mekaaniseksi ilmaisuksi. Yleisimmät ratkaisut ovat mikrofonit: dynaamiset mikrofonit, kondensaamimikrofonit sekä MEMS-mikrofonit. Elektreettimikrofonit ovat yleisiä pienikokoisissa ja kustannustehokkaissa sensoreissa. Joissakin sovelluksissa käytetään useampia kanavia tai beamforming-tekniikoita suuntaamaan herkkyyttä.

Sensoreihin liittyy keskeisiä ominaisuuksia kuten herkkyys, taajuusvaste, SNR (signaali-kohinasuhde) ja dynaaminen alue. Taajuusvaste kuvaa, miten sensorin vaste muuttuu äänen eri taajuuksilla. MEMS- ja kondensaamimikrofonit voivat olla sekä analogisia että digitaalisia, ja niitä käytetään laajasti integroiduissa järjestelmissä.

Sovellukset kattavat älypuheentunnistuksen ja äänentunnistuksen, melunvalvonnan rakennuksissa ja liikenneinfrastruktuurissa, sekä laitevalvonnan teollisuudessa sekä kuluttajaelektroniikassa kuten älypuhelimet ja kaiuttimet. Autoteknologiassa äänianturit voivat auttaa moottorin tilan monitoroinnissa ja älykkäässä ajamisessa.

Kehityksen suuntana on MEMS-pohjaisten sensorien yleistyminen, joka mahdollistaa nykyistä pienemmät, kustannustehokkaammat ja verkotettavammat äänentunnistusjärjestelmät sekä hajautetut IoT-sovellukset.