--- title: "Pomiary mikrofonów MEMS - rejestracja sygnału PDM w analizatorach Audio Precision" type: "article" url: "https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/pomiary-mikrofonow-mems-rejestracja-sygnalu-pdm-w-analizatorach-audio-precision" seller: "Merserwis – Oficjalny Dystrybutor Audio Precision w Polsce" seller_type: "Oficjalny Przedstawiciel i Partner Techniczny Audio Precision | Merserwis" --- > **Oficjalna dystrybucja i wsparcie Audio Precision w Polsce:** System pomiarowy *Pomiary mikrofonów MEMS - rejestracja sygnału PDM w analizatorach Audio Precision* pochodzi z bezpośredniego kanału autoryzowanego przedstawiciela – firmy Merserwis. Audio Precision to uznany na świecie złoty standard w testowaniu torów audio, elektroakustyki i urządzeń konsumenckich. Zapewniamy pełne wsparcie aplikacyjne inżynierów pomiarowych, fabryczną gwarancję producenta, pomoc przy doborze modułów i akcesoriów oraz profesjonalne prezentacje sprzętu na żywo. # Pomiary mikrofonów MEMS - rejestracja sygnału PDM w analizatorach Audio Precision 4 marzec 2025 [Strefa wiedzy](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy) W ostatnich latach obserwujemy znaczny wzrost popularności urządzeń smart, wyposażonych w czujniki akustyczne, w tym mikrofony. Skutkiem tego jest wzrost wymagań w zakresie projektowym i produkcyjnym, wymuszający dodatkowe testy akustyczne i elektroakustyczne. W poniższym artykule omówię systemy pomiarowe dedykowane mikrofonom typu MEMS, które ze względu na swój rozmiar, cenę i parametry stały się standardem w przypadku nowoczesnych urządzeń, szeroko nazywanych segmentem “Smart”. Dodatkowo w poszczególnych rozdziałach skupimy się na problematyce pomiarowej oraz automatyzacji poszczególnych procesów. ## Mikrofony MEMS Mikrofony MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) to nowoczesne mikrofony wykorzystujące technologię mikromechanicznych struktur półprzewodnikowych, charakteryzujące się miniaturowym rozmiarem, wysoką niezawodnością i niskim poborem mocy. Ich popularność wynika z szerokiego zastosowania w urządzeniach mobilnych, IoT i asystentach głosowych, gdzie kluczowe są kompaktowość i jakość dźwięku. Działają poprzez konwersję fal dźwiękowych na sygnał elektryczny za pomocą zmiany pojemności lub piezoelektryczności, a w wersji cyfrowej przesyłają dane głównie w formacie PDM (Pulse Density Modulation) lub I2S (Inter-IC Sound). W bardziej zaawansowanych systemach wielokanałowych mogą także wykorzystywać protokół TDM (Time Division Multiplexing) do efektywnej transmisji wielu sygnałów audio. ## Rejestracja sygnału PDM - Moduły Audio Precision Najczęściej spotykanym formatem rejestracji danych z mikrofonów MEMS jest sygnał PDM. Szerzej zagadnienia związane z tym protokołem opisaliśmy w tym artykule: [Zrozumieć PDM](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/zrozumiec-pdm) . W kontekście pomiarowym analizatory Audio Precision posiadają dwa moduły, pozwalające na bezpośrednie podłączenie płytek z zainstalowanym mikrofonem. Są to odpowiednio PDM i PDM16 stanowiące opcjonalne rozszerzenie modułowe analizatorów AP. Wszystkie moduły dostępne są tutaj: [Moduły AP](https://audioprecision.pl/moduly) . ### Audio precision PDM Moduł Audio Precision PDM oferuje dwa kanały wejściowe oraz dwa kanały wyjściowe dla sygnału PDM. W takiej konfiguracji, pozwala na bezpośrednie pomiary mikrofonów MEMS, ale również generację sygnału PDM dla różnego rodzaju przetworników. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-1.png) ##### Rys. 1 - Panel połączeniowy modułu Audio Precision PDM. Moduł zawiera dwukanałową sekcję input i output. W kontekście rejestracji sygnału PDM generowanego przez mikrofony MEMS możliwe jest szczegółowe ustawienie parametrów w tym zegara, nadpróbkowania, zboczy, czy zasilania. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-2.png) ##### Rys. 2 - Okno ustawień wejściowego sygnału PDM (ustawienia dla sygnału rejestrowanego z mikrofonu MEMS) ### Specyfikacja Modułu PDM | Parametr | Wartość | | --- | --- | | Zakres częstotliwości próbkowania | 4 kHz do 216 kHz | | Zakres częstotliwości zegara | 128 kHz do 24.576 MHz | | Współczynnik interpolacji | 33 od x16 do x800 | | Modulator | 4-tego lub 5-tego rzędu | | Poziomy logiczne interfejsu | 0.8 do 3.3 V | | Tryby krawędzi | Narastająca krawędź, kanał I; Opadająca krawędź, kanał 1; Stereo (obie krawędzie), 2 kanały | | Napięcie zasilania (Vdd) | 0.0 do 3.6 V, 15 mA | | Maksymalny poziom wejściowy modulatora | -0 dBFS | | SNR (Stosunek sygnału do szumu) | 129 dB (1 kHz, 20 kHz BW, nieważony, nadpróbkowanie 256x, modulator 5-tego rzędu) | | THD+N (Całkowite zniekształcenia harmoniczne + szum) | -129 dB (1 kHz, -9.3 dBFS, 20 kHz BW, nadpróbkowanie 256x, modulator 5-tego rzędu) | | Zakres dynamiczny | 137 dB (AES17, CCIR-RMS, nadpróbkowanie 256x, modulator 5-tego rzędu) | | Płaskość charakterystyki | ±0.001 dB (20 Hz do 20 kHz) | | Złącza | Dane wyjściowe, zegar wyjściowy, dane wejściowe, zegar wejściowy, zasilanie zewnętrzne (wszystko przez BNC) | ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-3.png) ##### Rys. 3 - Analizator [APx516B](https://audioprecision.pl/asortyment/apx516b) z zamontowanym modułem PDM16 ### Audio Precision PDM 16 Moduł Audio Precision PDM 16 oferuje do 16 kanałów wejściowych pozwalających na rejestrację całej macierzy mikrofonów MEMS, lub jednoczesny pomiar kilku niezależnych mikrofonów. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-4.png) ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-5.png) ##### Rys. 4 - Panel połączeniowy modułu Audio Precision PDM 16 wraz z opisem poszczególnych pinów. Moduł dostosowany został do jednoczesnej rejestracji wielu kanałów pomiarowych. w przypadku testów produkcyjnych, w których analizator znajduje się w większej odległości niż badany mikrofon MEMS, może wystąpić potrzeba zastosowania adaptera z kablem przedłużającym do 10 metrów. Niweluje to wpływ zakłóceń przy wysokiej wartości nadpróbkowania. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-6.png) ##### Rys. 5 - Analizator [APx525B](https://audioprecision.pl/asortyment/apx52x) z adapterem PDM-16-10m - Zapobiega zniekształceniom sygnału spowodowanego, długimi przewodami. ### Specyfikacja Modułu PDM 16 | Parametr | Wartość | | --- | --- | | Zakres częstotliwości próbkowania | 4 kHz do 216 kHz | | Zakres częstotliwości zegara | 128 kHz do 24.576 MHz | | Częstotliwość nadpróbkowania | 32, 64, 128, 256 | | Tryby krawędzi | Narastająca krawędź, kanały nieparzyste; Opadająca krawędź, kanały parzyste | | Wyjście Vdd | 0.0 do 3.6 V, maks. 50 mA | | Poziomy logiczne interfejsu | 0.8 do 3.3 V | | SNR (Stosunek sygnału do szumu) | < 129 dB (20 kHz BW, nieważony) | | THD+N (Całkowite zniekształcenia harmoniczne + szum) | < -130 dB (20 kHz BW, nieważony) | | Zakres dynamiczny | < 137 dB (AES17, CCIR-RMS) | | Płaskość charakterystyki | ±0.002 dB (20 Hz do 20 kHz, decymacja 32x)
±0.001 dB (20 Hz do 20 kHz, decymacja 64x, 128x, 256x, 512x) | | Współczynniki decymacji | Pięć do wyboru: 32x, 64x, 128x, 256x, 512x | | Wyrównanie fazy międzykanałowej | Wszystkie kanały próbkowane synchronicznie ze wspólnego zegara, zależności fazowe między kanałami w pełni zachowane | | Złącze | Połączenie z DUT odbywa się za pomocą 40-pinowego złącza IDC 2,54 mm (0,1″) (na module zdalnym) | ## Funkcje pomiarowe oprogramowania APx500 Oprogramowanie APx500 stanowi platformę pomiarową, zarządzającą analizatorami Audio Precision. Dwa tryby pomiarowe, pozwalają zarówno na ręczne testy projektowe jak i zautomatyzowane sekwencji produkcyjne. Więcej informacji na temat poszczególnych trybów pracy dostępne jest w artykule: [Oprogramowanie Pomiarowe APx - Tryb Sekwencyjny vs Bench Mode](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/oprogramowanie-pomiarowe-apx) ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-7.png) ##### Rys. 6 - Oprogramowanie APx500 w trybie sekwencyjnym. ## Pomiary akustyczne Badania audio mikrofonów MEMS, wymagać będą ciągłego łańcucha pomiarowego, pozwalającego na przetestowanie samych mikrofonów pomiarowych jak i gotowych urządzeń, bez możliwości bezpośredniego doprowadzenia sygnału do analizatora. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-8.png) ##### Rys. 7 - Analizator [APx517B](https://audioprecision.pl/asortyment/apx517b) z wbudowanym modułem PDM. ### Otwarta i zamknięta pętla pomiarowa W zależności od badanego obiektu analiza sygnału będzie odbywała się w dwóch formach: otwartej lub zamkniętej pętli pomiarowej. Temat ten został dokładniej opisany w artykule: [Otwarta i zamknięta pętla pomiarowa w testach audio](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/petla-pomiarowa-w-testach-audio) , natomiast w kontekście mikrofonów MEMS możemy rozważyć dwa najpowszechniejsze scenariusze. #### Pomiar mikrofonów - Pętla zamknięta W tym wypadku bandy będzie mikrofon MEMS lub matryca mikrofonów zamontowana na płytce, z wyjściem sygnałowym w formacie PDM. W takim założeniu mikrofon zbierać będzie sygnał wygenerowany przez jakiś badany głośnik i konwertować na sygnał PDM, bezpośrednio do modułu analizatora Audio Precision. Taki rodzaj pomiarów nie wymaga żadnej dodatkowej synchronizacji ponieważ oprogramowanie APx500 synchronizuje sygnał generowany i rejestrowany. #### Pomiary urządzeń - Pętla otwarta Częstą sytuacją, szczególnie w kontekstach produkcyjnych testów weryfikacyjnych, jest brak możliwości bezpośredniego podłączenia badanego urządzenia do analizatora. Dotyczy to szczególnie urządzeń, gdzie mikrofon stanowi jedynie pomocniczy element całej funkcjonalności badanego urządzenia. W tym wypadku oprogramowanie APx500 pozwala na przeprowadzanie pomiarów w otwartej pętli pomiarowej, wykorzystującej tony pilotaże, do zsynchronizowania analizowanego sygnału. W takim wypadku generator przed podaniem bodźca, generuje ton o określonych parametrach. Całość rejestrowane jest przez badane urządzenie i zapisywane w formie WAV. Następnie plik WAV poddawany jest przez oprogramowanie APx500 analizie, w takim samym stopniu jak sygnał bezpośrednio zarejestrowany. Pozwala to na pełen zakres pomiarów, nawet w ograniczonych warunkach. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-9.png) ##### Rys. 8 - Przebieg czasowy bodźca pomiarowego poprzedzonego sygnałem synchronizującym analizę. ### Mikrofon referencyjny W przypadku akustycznych pomiarów mikrofonów MEMS, ważnym elementem toru pomiarowego jest referencyjny mikrofon pomiarowy. Pozwala on na stałe monitorowanie środowiska akustycznego, w tym hałasu tła, ale również wyłapanie potencjalnych odchyleń parametrów wynikających ze zmiany położenia poszczególnych elementów. Mikrofon pozwala również wykluczyć błędy wynikające z wad badanego urządzenia. Dodatkowe informacje na temat mikrofonów, razem z instrukcją jak dobrać prawidłowy typ dostępne są w artykule: [Mikrofony pomiarowe - dobór na podstawie pola akustycznego](https://www.systemy-akustyczne.pl/strefa-wiedzy/pomiary-elektroakustyczne/mikrofony-pomiarowe-dobor-na-podstawie-pola-akustycznego) . Oprogramowanie Audio Precision APx500 pozwala na jednoczesną analizę sygnału cyfrowego, pochodzące z badanego urządzenia jak i analogowego pochodzącego z mikrofonu referencyjnego. ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-91.png) ##### Rys. 9 - Mikrofon pomiarowy [GRAS 40PM](https://www.systemy-akustyczne.pl/dystrybucja/elektroakustyka/mikrofony-pomiarowe/gras-eq-40pm) ### Automatyzacja procesów pomiarowych W kontekście testów produkcyjnych oprogramowanie APx500 pozwalają na szereg automatyzacji, które w połączeniu z gotowymi funkcjami pomiarowymi minimalizuj czas potrzebny na pomiar. W tym zakresie sterowanie oprogramowaniem i tworzenie gotowych scenariuszy pomiarowych, dostępne jest zarówno poprzez oprogramowanie APx500, ale również przez zewnętrzne sterowanie wykorzystując API w tym m.in. Python, C#, czy LabView. Szerszy opis zagadnień związanych z automatyzacją scenariuszy pomiarowych znajdują się w artykule: [Produkcyjne pomiary audio urządzeń smart](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/produkcyjne-pomiary-audio-urzadzen-smart) . ![](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/MEMS/pomiary-mikrofonow-mems-artykul-audioprecision-92.png) ##### Rys. 10 - Wykres serii pomiarów, wykonanych za pomocą oprogramowanie APx500. ## Podsumowanie Artykuł zawierał przekrojowy opis wyposażenia, przystosowanego do pomiarów mikrofonów MEMS, oraz urządzeń wyposażonych w takie mikrofony. Kluczową cechą w kontekście rozwiązań Audio Precision jest możliwość dopasowania go do indywidualnych warunków testowych. W kontekście podłączeń dedykowany moduły PDM i analiza plików WAV pozwoli na testowanie zarówno samych mikrofonów jak i gotowych urządzeń bez fizycznych wyjść sygnałowych. W przypadku zarządzania, analizator może być sterowany bezpośrednio z dedykowanego oprogramowania lub przy użyciu API i wewnętrznego systemu zarządzającego większą liczbą elementów. ![](https://audioprecision.pl/images/images/rm-kopia-2.jpg) ##### ​Artykuł opracował: ### Robert Maćkowiak ##### Specjalista ds. akustyki Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniej aparatury do pomiarów akustycznych - [umów się na darmową, telefoniczną konsultację](https://audioprecision.pl/kontakt) . Postaram się wybrać dla Ciebie odpowiednie rozwiązania. ![Pomiary audio ze stałą DC - funkcja APX ADC z generatorem VBias](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/Pomiary-audio-ze-sta%C5%82%C4%85-DC/audioprecision-artykul-pomiary-audio-ze-stala-dc--1-.jpg) [Poprzednie](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/pomiary-audio-ze-stala-dc-funkcja-apx-adc-z-generatorem-vbias) ### [Pomiary audio ze stałą DC - funkcja APX ADC z generatorem VBias](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/pomiary-audio-ze-stala-dc-funkcja-apx-adc-z-generatorem-vbias) 18 marzec 2025 ![Usprawniona analiza widmowa FFT w programie APx500](https://audioprecision.pl/images/images/blog/artyku%C5%82y/Usprawnienie-analizy-widmowej/mersacustic-artykul-ulepszona-analiza-widma--2.jpg) [Dalej](https://audioprecision.pl/aktualnosci/aktualnosci/usprawniona-analiza-widmowa-fft-w-programie-apx500) ### [Usprawniona analiza widmowa FFT w programie APx500](https://audioprecision.pl/aktualnosci/aktualnosci/usprawniona-analiza-widmowa-fft-w-programie-apx500) 29 listopad 2024 #### Ostatnio dodane ![Pomiary Audio gramofonów i wkładek gramofonowych](https://audioprecision.pl/images/compressed/images/blog/pomiary-audio-gramofonow-i-wkladek-gramofonowych100.jpg) ### [Pomiary Audio gramofonów i wkładek gramofonowych](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/pomiary-audio-gramofonow-i-wkladek-gramofonowych) 28 kwiecień 2026 ![Nowa wersja oprogramowania APx500 z obsługą Windows Audio](https://audioprecision.pl/images/compressed/images/blog/nowa-wersja-oprogramowania-apx500-z-obsluga-windows-audio---2-.jpg) ### [Nowa wersja oprogramowania APx500 z obsługą Windows Audio](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/nowa-wersja-oprogramowania-apx500-obsluga-windows-audio) 27 kwiecień 2026 ![Konfiguracja interfejsu ECHO ATS z oprogramowaniem APx500](https://audioprecision.pl/images/compressed/images/blog/konfiguracja-interfejsu-echo-ats-z-oprogramowanie-apx500.jpg) ### [Konfiguracja interfejsu ECHO ATS z oprogramowaniem APx500](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/konfiguracja-interfejsu-echo-ats-z-oprogramowaniem) 26 luty 2026 ![APxPSIO - nowy moduł do pomiarów w domenie cyfrowej od Audio Precision](https://audioprecision.pl/images/compressed/images/blog/apxpsio---nowy-modul-do-pomiarow-w-domenie-cyfrowej-od-audio-precision.jpg) ### [APxPSIO - nowy moduł do pomiarów w domenie cyfrowej od Audio Precision](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/apxpsio-modul-do-pomiarow-od-w-domenie-cyfrowej) 26 luty 2026 #### Social media #### SKONSULTUJ SWÓJ WYBÓR ZE SPECJALISTĄ Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniej aparatury do pomiarów akustycznych - umów się na darmową konsultację. Postaramy się wybrać dla Ciebie odpowiednie rozwiązania. ![](https://audioprecision.pl/images/images/rm.jpg) Robert Maćkowiak Specjalista ds. akustyki * [+48 731 078 026](tel:731078026) * [dh@merserwis.pl](mailto:dh@merserwis.pl) ### Konsultacje inżynierskie, prezentacje i wycena systemów Audio Precision * **Dystrybutor w Polsce:** Merserwis Sp. z o.o. – Oficjalny dystrybutor rozwiązań Audio Precision * **System / Przyrząd:** Pomiary mikrofonów MEMS - rejestracja sygnału PDM w analizatorach Audio Precision * **Standard pomiarowy:** Globalny standard metrologiczny w laboratoriach R&D, kontroli jakości oraz na liniach produkcyjnych (pomiary THD+N, pasma, dynamiki, jittera, interfejsów Bluetooth, HDMI, PDM i I2S) * **Wsparcie aplikacyjne i integracja:** Zaawansowane środowisko pomiarowe APx500, integracja z mikrofonami i osprzętem elektroakustycznym GRAS, testy przedzakupowe oraz szkolenia wdrożeniowe * **Konfiguracja i oferta projektowa:** [Sprawdź specyfikację techniczną i poproś o wycenę](https://audioprecision.pl/aktualnosci/strefa-wiedzy/pomiary-mikrofonow-mems-rejestracja-sygnalu-pdm-w-analizatorach-audio-precision) * **Inżynier ds. pomiarów audio i akustyki:** Merserwis | Tel: +48 22 831 25 21 / +48 22 531 00 83 | E-mail: dh@merserwis.pl | ul. Gen. Wł. Andersa 10, 00-201 Warszawa