Design af ny piezoelektrisk keramisk højttalerdriver

Denne artikel sammenligner traditionelle bevægelige spolehøjttalere, analyserer egenskaberne af nye piezoelektriske keramiske højttalere og kravene til den påkrævede lydeffektforstærker, sammenligner og analyserer forskellige almindeligt anvendte booststrukturer og lydeffektforstærkere, som tester en række forskellige boost. Strukturen og lydeffektforstærkeren samvirker med de relevante data og cztera-højttaler-effekter. af lydtryk, effektivitet, total harmonisk forvrængning og så videre. Det konkluderes, at det er den mest kompromitterede løsning at bruge booststrukturen og drive en ny type piezoelektrisk keramisk højttaler med en klasse D-lydforstærker.

Med udviklingen af ​​bærbar forbrugerelektronik efterspørger folk i stigende grad små og tynde bærbare elektroniske enheder. piezoelektriske keramiske højttalere bliver gradvist brugt af mange bærbare forbrugerelektronikprodukter på grund af deres ultralette, ultratynde, effektive og uden at kræve et stort lydhulrum. Udviklingen af ​​bærbare forbrugerprodukter i retning af ultratynde, lette og små, hvordan man opnår en slank profil og udvider brugen af ​​et enkelt genopladeligt batteri er blevet en vigtig designovervejelse for forskellige forbrugerprodukter. Sådanne systemkrav stiller tyndere, mindre og mere strømbesparende krav til individuelle elektroniske piezokeramiske pladekomponenter.

Grundlæggende egenskaber ved piezoelektriske keramiske højttalere

Sammenlignet med en bevægelig spolehøjttaler, er membranen af ​​den piezoelektriske højttaler af piezoelektriske keramiske plader drevet af det piezoelektriske materiale, der er bundet til det for at producere bøjning, så formen af ​​membranen er næsten ubegrænset, og membranen eller papirkeglen af ​​den bevægelige spolehøjttaler begrænser ofte, hvilke produkter er normalt runde. Alle højttalere med bevægelig spole skal have en magnet til at drive svingspolen, hvilket øger højttalerens samlede højde og vægt, men den piezokeramiske højttaler kræver ikke en magnet for at drive, så der kan opnås en tynd form for at reducere produktets terminalhøjde.

Stillet over for kompakte mobiltelefoner og tyndere og tyndere computere, er højttalere med bevægelig spole blevet en begrænsende faktor for producenter til at producere ultratynde produkter. Piezoelektriske keramiske højttalere kan levere meget konkurrencedygtige lydtryksniveauer (SPL) i ultratynde, kompakte pakker og har et stort potentiale til at erstatte traditionelle bevægelige spolehøjttalere.

Forstærkerkredsløb til at drive piezoelektriske keramiske højttalere har andre output-drivkrav end konventionelle bevægelige spolehøjttalere. Strukturen af ​​den piezoelektriske keramiske højttaler kræver, at forstærkeren driver en stor kapacitiv belastning og udsender mere strøm ved en højere frekvens og samtidig opretholder en høj udgangsspænding. Effektiviteten af ​​traditionelle bevægelige spolehøjttalere er let at beregne. Lydspolens vikling kan tilnærmes som en fast modstand i serie med en stor induktans. Hvis højttalermodstanden er kendt, kan Ohms lov bruges til at beregne belastningseffekten: P = I2R, eller P = VI. Det meste af højttalerens effekt omdannes til spolens varme. Da piezoelektriske keramiske højttalere har kapacitive egenskaber, er den varme, der genereres ved strømforbrug, ikke høj.

En piezo keramisk sensor ved 1 kHz, 90 dB (måleafstand 10 cm) lydtrykbølgeform, spændingen er 8 V, strømmen er 15,6 mA, faseforskellen mellem spændingen og strømmen er 79,2 °, så strømforbruget er 8 & TImes; 15.6 & TIMES; cos79,2 ° = 23mW. Det svarer til 18 % af strømforbruget for en dynamisk spolehøjttaler med en diameter på 20 mm ved et lydtryk på 90 dB (målt afstand på 10 cm).