Návrh nového piezoelektrického keramického reproduktoru

Tento článek porovnává tradiční reproduktory s pohyblivou cívkou, analyzuje vlastnosti nových piezoelektrických keramických reproduktorů a požadavky na požadovaný zesilovač zvuku, porovnává a analyzuje různé běžně používané struktury zesilovače a zesilovače zvukového výkonu, které testují různé zesilovače. Struktura a zesilovač zvuku spolupracují s relevantními údaji a využívají vliv keramického piezoelektrického reproduktoru pzt, z hlediska harmonického zkreslení zvuku, účinnosti a celkového výkonu. Dospělo se k závěru, že použití zesilovací struktury a řízení nového typu piezoelektrického keramického reproduktoru se zesilovačem zvukového výkonu třídy D je nejkompromisnějším řešením.

S rozvojem přenosné spotřební elektroniky lidé stále více požadují malá a tenká přenosná elektronická zařízení. piezoelektrické keramické reproduktory jsou postupně používány mnoha přenosnými výrobky spotřební elektroniky, protože jsou ultralehké, ultratenké, účinné a nevyžadují velkou zvukovou dutinu. Vývoj přenosných spotřebitelských produktů ve směru ultratenkých, lehkých a malých, jak dosáhnout tenkého profilu a rozšířit použití jedné dobíjecí baterie, se stal hlavním konstrukčním hlediskem pro různé spotřebitelské produkty. Takové systémové požadavky kladou požadavky na tenčí, menší a energeticky úspornější jednotlivé komponenty elektronických piezokeramických desek.

Základní charakteristiky piezoelektrických keramických reproduktorů

Ve srovnání s reproduktorem s pohyblivou cívkou je membrána piezoelektrického reproduktoru piezoelektrických keramických desek poháněna piezoelektrickým materiálem, který je k ní připojen, aby se vytvořil ohyb, takže tvar membrány je téměř neomezený a membrána nebo papírový kužel reproduktoru s pohyblivou cívkou. Obvykle jsou kulaté nebo oválné, což často omezuje design produktu. Všechny reproduktory s pohyblivou cívkou musí mít magnet pro pohon kmitací cívky, což zvyšuje celkovou výšku a hmotnost reproduktoru, ale piezokeramický reproduktor nevyžaduje magnet k pohonu, takže lze dosáhnout tenkého tvaru pro snížení výšky koncovky produktu.

Tváří v tvář kompaktním mobilním telefonům a stále tenčím počítačům se reproduktory s pohyblivou cívkou staly pro výrobce limitujícím faktorem při výrobě ultratenkých produktů. Piezoelektrické keramické reproduktory mohou poskytovat vysoce konkurenční hladiny akustického tlaku (SPL) v ultratenkých, kompaktních obalech a mají velký potenciál nahradit tradiční reproduktory s pohyblivou cívkou.

Zesilovací obvody pro buzení piezoelektrických keramických reproduktorů mají jiné požadavky na výstupní pohon než běžné reproduktory s pohyblivou cívkou. Struktura piezoelektrického keramického reproduktoru vyžaduje, aby zesilovač poháněl velkou kapacitní zátěž a vydával více proudu při vyšší frekvenci při zachování vysokého výstupního napětí. Účinnost tradičních reproduktorů s pohyblivou cívkou lze snadno vypočítat. Vinutí audio cívky lze aproximovat jako pevný odpor v sérii s velkou indukčností. Pokud je znám odpor reproduktoru, lze pro výpočet výkonu zátěže použít Ohmův zákon: P = I2R nebo P = VI. Většina výkonu reproduktoru se přemění na teplo cívky. Vzhledem k tomu, že piezoelektrické keramické reproduktory mají kapacitní charakteristiky, teplo generované při spotřebě energie není vysoké.

Piezokeramický senzor při 1 kHz, 90 dB (měřicí vzdálenost 10 cm), průběh akustického tlaku, napětí 8 V, proud 15,6 mA, fázový rozdíl mezi napětím a proudem je 79,2 °, takže spotřeba energie je 8 & TImes; 15,6 & TIMEs; cos79,2 ° = 23 mW. Odpovídá 18 % příkonu dynamického cívkového reproduktoru o průměru 20 mm při akustickém tlaku 90 dB (naměřená vzdálenost 10 cm).