前面介绍了模拟MEMS麦克风，是一种广泛应用于当前手机，输出模拟小信号、容易社恐的器件，链接如下：
而数字式MEMS麦克风其实质就是在模拟MEMS基础上，增加一个ADC采集模块，将声音信号在麦克风内部转换为数字信号，然后给到CODEC或AP。
数字式麦克风简称DMIC（digital MIC），因为输出的是幅度相对较大的数字脉冲信号，即使很大的噪声干扰信号也不甚惧怕，抗干扰能力强，走线注意事项少，不用像伺候模拟信号那般小心翼翼。
此外，数字式麦克风高度集成，外围器件少，系统设计也变得简单。如下图，为三星某款手机上的数字式MEMS麦克风，可见外围器件数量非常少。
内部结构
以Top结构MEMS麦克风为例，如下是其示意图。
顶部有个开孔，声波可通过开孔传达到MEMS振膜，声学设计（声阻、声腔体积）直接影响麦克风的频率响应和性能。
金属盖或金属化塑料盖能提供电磁屏蔽的作用，防止外部电路干扰敏感的模拟前端。
内部的PCB上集成了MEMS die和一个ASIC chip，与模拟麦克风的不同之处在于ASIC chip的设计。如下图，其ASIC chip是一颗CMOS芯片，包含：
- 低噪声前置放大器，采集来自MEMS传感器的极其微弱的电容变化信号。
- 模数转换器，放大后的模拟电压信号转换为数字信号，通常采用过采样Σ-Δ调制器方案。
所以整个过程就是：声波 → 振膜振动 → 电容变化 → ASIC检测并放大 → Σ-Δ ADC转换为PDM/I²S数字流 → 输出给codec或AP。
输出接口
仅有ADC是不够的，还需将数字流按照标准协议输出，才能被主设备（AP、Codec或DSP）接收。数字MEMS麦克风目前常用的是PDM，但也有少量的I2S，多用于对音频质量要求更高的场景。
PDM全称是脉冲密度调制，是一种用“1”的密度来表征模拟信号幅度的编码方式。大量的“1”代表高幅度，稀疏的“1”代表低幅度，如下图所示。
如下图为PDM接口麦克风内部框图，一个PDM接口至少需要两根线：
- 时钟，由主设备提供，用于同步数据传输。
- 数据，由麦克风输出，在每个时钟沿输出1个比特。
作为1位数字信号，PDM只关心“有脉冲”和“无脉冲”，故在传输过程中对噪声不敏感。其次，1 bit PDM流集成起来简单，天生与Σ-Δ ADC匹配。
I2S 是另一个数字接口，最早出现在20世纪80年代中期，直到最近才在麦克风和其他小型设备中使用，I2S多用于对音频质量要求更高的场景。
与PDM不同，I2S 是一个标准的数字音频接口，意味着它不需要编码或解码。
它是一种三线串行协议，具有时钟（SCK）、数据（SD）和字选择（WS），WS表示正在传输的数据所关联的右或左通道。
虽然没有普遍要求数据传输速度，但有一个最低速度，它取决于待传输的数据量，通常精度越高、通道越多，数据量越大。
例如，如果音频采样率44.1kHz，精度为 8 位，那么一个单声道需要的时钟速度至少要为352.8kHz。对于立体声应用来说，将是705.6 kHz，精度的任何变化也会改变最小传输带宽。
采样频率 * 数据精度 * 通道数 = 带宽
44100 Hz * 8 比特 * 2 通道 = 705600 Hz
单/双声道应用
现在很多电子设备需要用到两颗麦克风，用于背景噪声去除、声源定位等高级音频处理场景。
我们可通过对数字麦克风的L/R引脚的设置，来实现单声道或双声道的使用：
- 单MIC使用时，将L/R引脚接地即可；
- 双MIC使用时，两个数字MIC共享时钟与数据线，每个麦克风被配置为在时钟信号的不同沿产生各自的输出。
应用电路
1、麦克风VDD供电端需要就近放置一个0.1~1uF电容，或者使用RC滤波，以减弱电源纹波噪声的影响；
2、CLK走线长度较长时，需要在靠近codec端串联50~100Ω匹配电阻，消除信号反射，防止振铃；
3、不需在DATA上加上拉/下拉电阻；
4、禁止CLK和DATA长距离相邻并行走线，容易导致串扰；
5、建议在CLK/DATA对地预留10-68pF电容焊盘，必要时用于消除线上的高频干扰。
