Progettazione di nuovi driver per altoparlanti piezoelettrici in ceramica

Questo articolo mette a confronto i tradizionali altoparlanti a bobina mobile, analizzando le caratteristiche dei nuovi altoparlanti piezoelettrici in ceramica e i requisiti per l'amplificatore di potenza audio richiesto, confrontando e analizzando varie strutture di boost e amplificatori di potenza audio comunemente usati, testando una varietà di boost. La struttura e l'amplificatore di potenza audio cooperano con i dati rilevanti e l'effetto di utilizzo dell'altoparlante piezoelettrico in ceramica pzt, dagli aspetti di pressione sonora, efficienza, distorsione armonica totale e così via. Si è concluso che l'utilizzo della struttura boost e il pilotaggio di un nuovo tipo di altoparlante piezoelettrico in ceramica con un amplificatore di potenza audio di classe D è la soluzione più compromessa.

Con lo sviluppo dell'elettronica di consumo portatile, le persone richiedono sempre più dispositivi elettronici portatili piccoli e sottili. Gli altoparlanti piezoelettrici in ceramica vengono gradualmente utilizzati da molti prodotti elettronici di consumo portatili grazie alla loro leggerezza, ultrasottile, efficiente e senza richiedere una grande cavità sonora. Lo sviluppo di prodotti di consumo portatili nella direzione di prodotti ultrasottili, leggeri e piccoli, come ottenere un profilo sottile ed estendere l'uso di una singola batteria ricaricabile è diventato un'importante considerazione di progettazione per vari prodotti di consumo. Tali requisiti di sistema impongono requisiti più sottili, più piccoli e di maggiore risparmio energetico sui singoli componenti elettronici delle piastre piezoelettriche in ceramica.

Caratteristiche fondamentali degli altoparlanti ceramici piezoelettrici

Rispetto a un altoparlante a bobina mobile, il diaframma dell'altoparlante piezoelettrico delle piastre in ceramica piezoelettriche è guidato dal materiale piezoelettrico ad esso legato per produrre flessione, quindi la forma del diaframma è quasi illimitata e il diaframma o il cono di carta dell'altoparlante a bobina mobile. Di solito sono rotondi o ovali, il che spesso limita il design del prodotto. Tutti gli altoparlanti a bobina mobile devono avere un magnete per azionare la bobina mobile, il che aumenta l'altezza e il peso complessivi dell'altoparlante, ma l'altoparlante piezo-ceramico non richiede un magnete per azionare, quindi è possibile ottenere una forma sottile per ridurre l'altezza terminale del prodotto.

Di fronte ai telefoni cellulari compatti e ai computer sempre più sottili, gli altoparlanti a bobina mobile sono diventati un fattore limitante per i produttori nella realizzazione di prodotti ultrasottili. Gli altoparlanti piezoelettrici in ceramica possono fornire livelli di pressione sonora (SPL) altamente competitivi in ​​contenitori ultrasottili e compatti e hanno un grande potenziale per sostituire i tradizionali altoparlanti a bobina mobile.

I circuiti amplificatori per il pilotaggio degli altoparlanti piezoelettrici in ceramica hanno requisiti di pilotaggio in uscita diversi rispetto agli altoparlanti a bobina mobile convenzionali. La struttura dell'altoparlante piezoelettrico in ceramica richiede che l'amplificatore guidi un grande carico capacitivo e produca più corrente a una frequenza più elevata mantenendo un'elevata tensione di uscita. L’efficienza dei tradizionali altoparlanti a bobina mobile è facile da calcolare. L'avvolgimento della bobina audio può essere approssimato come una resistenza fissa in serie con una grande induttanza. Se si conosce la resistenza dell'altoparlante, è possibile utilizzare la legge di Ohm per calcolare la potenza del carico: P = I2R o P = VI. La maggior parte della potenza dell'altoparlante viene convertita nel calore della bobina. Poiché gli altoparlanti piezoelettrici in ceramica hanno caratteristiche capacitive, il calore generato quando si consuma energia non è elevato.

Un sensore piezo ceramico a 1 kHz, forma d'onda di pressione sonora 90 dB (distanza di misurazione 10 cm), la tensione è 8 V, la corrente è 15,6 mA, la differenza di fase tra tensione e corrente è 79,2 °, quindi il consumo energetico è 8 & TImes; 15.6 & Tempi; cos79,2° = 23mW. Equivale al 18% del consumo energetico di un altoparlante a bobina dinamica con un diametro di 20 mm con una pressione sonora di 90 dB (distanza misurata di 10 cm).