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輕薄如紙的揚聲器問世

發(fā)布時間:2022-5-6來源:青島市科技局點擊:返回列表

   科技日報北京5月3日電 (記者張夢然)美國麻省理工學院工程師開發(fā)了一種紙一樣薄的揚聲器,可將任何表面變成有源音頻源。研究論文日前發(fā)表在《IEEE工業(yè)電子學會刊》上。

 
  這種薄膜揚聲器使用傳統(tǒng)揚聲器所需能量的一小部分,產(chǎn)生失真最小的聲音。研究團隊演示的手掌大小的揚聲器重量約為一枚硬幣,無論薄膜黏合到什么表面,都可產(chǎn)生高質(zhì)量的聲音。
 
  為了實現(xiàn)這些特性,研究人員開創(chuàng)了一種看似簡單的制造技術(shù),該技術(shù)只需要三個基本步驟,并且可按比例放大以生產(chǎn)足以覆蓋汽車內(nèi)部或房間的超薄揚聲器。
 
  使用這種方式,薄膜揚聲器可在嘈雜的環(huán)境(例如飛機駕駛艙)中通過產(chǎn)生相同幅度但相反相位的聲音來提供主動降噪。這種靈活的設(shè)備還可用于沉浸式娛樂,在劇院或主題公園游樂設(shè)施中提供3D音頻。由于它重量輕且運行所需的電量非常少,因此該設(shè)備非常適合在電池壽命有限的智能設(shè)備上的應(yīng)用。
 
  新?lián)P聲器通過使用成形壓電材料薄膜來簡化揚聲器設(shè)計,當電壓施加在其上時,該薄膜會移動,從而振動其上方的空氣并產(chǎn)生聲音。大多數(shù)薄膜揚聲器設(shè)計為獨立式,因為薄膜必須自由彎曲才能產(chǎn)生聲音。但如果將這些揚聲器安裝在一些表面上,可能會阻礙振動并妨礙它們產(chǎn)生聲音的能力。
 
  為了克服這個問題,研究團隊重新考慮了薄膜揚聲器的設(shè)計。新設(shè)計不是讓整個材料振動,而是依靠一層薄薄的壓電材料上的微小圓頂,每個圓頂都單獨振動。這些圓頂,每個只有幾根頭發(fā)的寬度,被薄膜頂部和底部的間隔層包圍,保護它們免受安裝表面的影響,同時仍然使它們能夠自由振動。相同的間隔層可保護圓頂在日常操作過程中免受磨損和沖擊,從而提高揚聲器的耐用性。
 
  這種節(jié)能設(shè)備每平方米揚聲器面積只需要大約100毫瓦的功率。相比之下,一個普通的家庭揚聲器可能會消耗超過1瓦的功率才能在相當?shù)木嚯x上產(chǎn)生相似的聲壓。
 
  該設(shè)備還可使用超聲波檢測人在房間中的站立位置,就像蝙蝠使用回聲定位一樣,然后在人移動時塑造聲波以跟隨人。
 
【總編輯圈點】
 
  高質(zhì)量的音效,一定意味著龐大的體積嗎?老燒們會告訴你的確是這樣,揚聲器的箱體大小很關(guān)鍵,追求便攜易擺放的話必然會犧牲一部分音質(zhì)。但薄膜揚聲器的開發(fā)者正試圖挑戰(zhàn)這種概念,依靠薄薄壓電材料上的微小結(jié)構(gòu),“一層紙”也能發(fā)揮出大功率音箱的效果。不過,其真實聆聽效果究竟怎樣,還有待測評,只能說,因為它隨貼隨用,現(xiàn)在你房間里的一切硬物,以后都可能是你的音箱。

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