Proiectarea noului driver de difuzor piezoelectric ceramic

Acest articol compară difuzoarele tradiționale cu bobină mobilă, analizând caracteristicile noilor difuzoare ceramice piezoelectrice și cerințele pentru amplificatorul de putere audio necesar, comparând și analizând diferite structuri de amplificare și amplificatoare de putere audio utilizate în mod obișnuit, care testează o varietate de amplificare. presiune, eficiență, distorsiune armonică totală și așa mai departe. S-a ajuns la concluzia că utilizarea structurii boost și conducerea unui nou tip de difuzor piezoelectric ceramic cu un amplificator de putere audio Clasa D este soluția cea mai compromisă.

Odată cu dezvoltarea electronicelor portabile de larg consum, oamenii solicită din ce în ce mai mult dispozitive electronice portabile mici și subțiri. Difuzoarele ceramice piezoelectrice sunt utilizate treptat de multe produse electronice portabile de larg consum datorită ultra-ușoarelor, ultra-subțiri, eficiente și fără a necesita o cavitate sonoră mare. Dezvoltarea produselor portabile de consum în direcția ultra-subțiri, ușoare și mici, cum să obțineți un profil subțire și să extindeți utilizarea unei singure baterii reîncărcabile a devenit o considerație majoră de design pentru diferite produse de larg consum. Astfel de cerințe de sistem impun cerințe mai subțiri, mai mici și mai mari de economisire a energiei asupra componentelor electronice individuale ale plăcilor piezo ceramice.

Caracteristicile de bază ale difuzoarelor ceramice piezoelectrice

În comparație cu un difuzor cu bobină mobilă, diafragma difuzorului piezoelectric din plăci ceramice piezoelectrice este condusă de materialul piezoelectric legat de acesta pentru a produce îndoire, astfel încât forma diafragmei este aproape nelimitată, iar diafragma sau conul de hârtie al difuzorului cu bobină mobilă. Acestea sunt de obicei rotunde sau ovale. Toate difuzoarele cu bobină mobilă trebuie să aibă un magnet pentru a antrena bobina, ceea ce mărește înălțimea și greutatea totală a difuzorului, dar difuzorul din ceramică piezo nu necesită un magnet pentru a conduce, astfel încât să se poată obține o formă subțire pentru a reduce înălțimea terminalului produsului.

În fața telefoanelor mobile compacte și a calculatoarelor din ce în ce mai subțiri, difuzoarele cu bobine mobile au devenit un factor limitativ pentru producători în a produce produse ultra-subțiri. Difuzoarele ceramice piezoelectrice pot oferi niveluri de presiune a sunetului (SPL) extrem de competitive în pachete ultra-subțiri, compacte și au un potențial mare de a înlocui difuzoarele tradiționale cu bobină mobilă.

Circuitele amplificatoare pentru acționarea difuzoarelor ceramice piezoelectrice au cerințe diferite de acționare de ieșire față de difuzoarele convenționale cu bobină mobilă. Structura difuzorului ceramic piezoelectric necesită ca amplificatorul să conducă o sarcină capacitivă mare și să scoată mai mult curent la o frecvență mai mare, menținând în același timp o tensiune de ieșire ridicată. Eficiența difuzoarelor tradiționale cu bobină mobilă este ușor de calculat. Înfășurarea bobinei audio poate fi aproximată ca o rezistență fixă ​​în serie cu o inductanță mare. Dacă este cunoscută rezistența difuzorului, legea lui Ohm poate fi utilizată pentru a calcula puterea de sarcină: P = I2R sau P = VI. Cea mai mare parte a puterii difuzorului este convertită în căldura bobinei. Deoarece difuzoarele ceramice piezoelectrice au caracteristici capacitive, căldura generată la consumul de energie nu este mare.

Un senzor piezo ceramic la 1 kHz, 90 dB (distanță de măsurare 10 cm) formă de undă a presiunii sonore, tensiunea este de 8 V, curentul este de 15,6 mA, diferența de fază dintre tensiune și curent este de 79,2 °, deci consumul de energie este de 8 & TImes; 15,6 și ori; cos79,2 ° = 23mW. Este echivalent cu 18% din consumul de energie al unui difuzor cu bobină dinamică cu diametrul de 20 mm la o presiune sonoră de 90 dB (distanță măsurată de 10 cm).