雅博地址更新(山西)股份有限公司-美国麻省理工学院研制薄膜扬声器,重量轻耗电量小

薄膜扬声器发生的音频失真最小,且耗费能量仅是传统扬声器一小部分,研讨小组演示了一款手掌巨细的扬声器,分量大约是1角硬币,不管这片薄膜粘在什么物体外表,都能播映高质量音频。\n  新浪科技讯 北京时间5月15日音讯,据国外媒体报道,近来美国麻省理工学院工程师最新研制一种薄如纸张的扬声器,它能够将任何外表变成一个音频源。\n  这种薄膜扬声器发生的音频失真最小,且耗费能量仅是传统扬声器一小部分,研讨小组演示了一款手掌巨细的扬声器,分量大约是1角硬币,不管这片薄膜粘在什么物体外表,都能播映高质量音频。\n  为了完成这些特性,研讨人员创始了一种看似简略的制作工艺,仅需三个根本进程,能够按份额扩大,制作出足以掩盖轿车内部或许贴满房间墙纸的超薄扬声器。经过这种办法,薄膜扬声器能够在喧闹环境中(例如飞机驾驶舱)发生振幅相同、相位相反的声响,这两种声响能够相互抵消。薄膜扬声器能够用于沉溺式文娱,例如:在剧院或许主题公园骑行时供给三维空间音频,由于它轻浮分量轻,所需电量小,十分适用电池寿数有限的智能设备运用。\n  美国麻省理工学院有机纳米结构电子实验室(ONE Lab)负责人弗拉基米尔·布罗维西(Vladimir Bulovic)说:“薄膜扬声器看上去像一张薄纸,衔接两个夹子通电,相关端口刺进电脑耳机接口,然后就能听到它宣布的声响,这种体会十分奇特,它十分便携,可在任何地方运用,人们只需供给少数电源就能运转。”\n  布罗维西和研讨搭档Jinchi Han、杰弗里·朗(Jeffrey Lang)将该研讨报告宣布在《IEEE工业电子汇刊》上。\n  全新计划\n  耳机或许音频系统中传统扬声器运用电流输入,电流经过线圈发生磁场,磁场轰动扬声器膜,使扬声膜上方空气移动,然后发生咱们听到的声响。相比之下,这种新式扬声器经过运用一种压电资料制成的薄膜简化了扬声器规划,当电压施加在薄膜上时,薄膜会轰动,然后移动其上方空气并发生声响。\n  大多数薄膜扬声器都选用独立规划,由于薄膜有必要自在曲折才干发声,将它设备在一个物体外表会阻止其轰动,影响它发生声响的才干。为了战胜这个问题,麻省理工学院研讨小组从头规划了薄膜扬声器,改进后不是让整个薄膜发生振荡,而是依托薄压电资料上的微型穹顶结构,每个穹顶结构独自振荡,它们直径仅是人类头发的几倍,薄膜顶部和底部被间隔层包裹,维护它们不受设备外表的影响,一同还能使它们自在振荡,在日常操作中,相同的间隔层维护穹顶免遭磨损和冲击,然后提高了扬声器耐用性。\n  为了使薄膜扬声器到达最佳作用,研讨人员运用激光在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄片上切出小孔,PET是一种轻型塑料,他们在穿孔PET薄片底部铺上一层十分薄的PVDF资料(一种压电资料),之后他们粘合薄片上方施加真空,在粘合薄片下方施加80摄氏度的热源。\n  由于PVDF资料十分薄,真空和热源发生的压力差导致它胀大,PVDF资料无法强行穿透PET薄片,所以在PET薄片小孔处发生穹顶突起。之后研讨人员在PVDF资料另一侧铺上一层PET薄片,作为穹顶突起和结合外表之间的间隔层。\n  Jinchi Han说:“这是一个十分简略、直接的进程,假如咱们未来能结合卷轴式工艺,就能以高通量办法出产这些扬声器,这意味着它能批量制作,像墙纸相同掩盖在墙面、轿车或许飞机内部。”\n  大多数薄膜扬声器都选用独立规划,由于薄膜有必要自在曲折才干发声,将它设备在一个物体外表会阻止其轰动,影响它发生声响的才干。\n  高品质,低功耗\n  穹顶结构高度仅15微米,大约是人类头发直径的六分之一,振荡时它们只上下偏振0.5微米,每个穹顶都是一个独自声响发生源,所以需求数千个穹顶结构一同振荡,才干发生人类听到的声响。\n  薄膜扬声器的另一个优点便是它的可调谐性——研讨人员能够改动PET薄片小孔直径,然后操控穹顶结构巨细,半径较大的穹顶结构发生更大声响,可是具有较低的共振频率,共振频率是设备操作最有用的频率,较低的共振频率会导致音频失真。\n  研讨人员完善薄膜扬声器规划之后,测验了几种不同穹顶尺度和压电层厚度,然后到达最佳组合作用。他们将薄膜扬声器设备在间隔麦克风30厘米的墙面上,测验其声压水平(以分贝为单位),当25伏特电流以1000赫兹(每秒1000次循环)经过该设备时,扬声器会发生66分贝的高质量声响,到达10千赫兹时,声压级将增加到86分贝,大约与城市交通的音量水平相同。\n  该节能设备每平方米仅需电功率大约100毫瓦,相比之下,一个一般家用扬声器或许要耗费超越1瓦以上才干在适当间隔发生相似的声压。Jinchi Han解说称,由于小穹顶结构不断振荡,而不是整个薄膜在振荡,因而扬声器能够发生足够高的共振频率,有用地用于超声范畴,例如:超声成像,超声成像运用十分高的频率声波发生图画,更高的频率会发生更高分辨率图画。\n  该设备还能够运用超声波检测人在房间中的方位,就像蝙蝠回声定位相同,然后刻画声波来盯梢人体移动,布罗维西称,假如在薄膜振荡穹顶结构掩盖一层反射外表,就能够用于发明未来派光显现技能。假如将薄膜浸入液体中,振荡膜能够供给一种新的拌和化学物质办法,使该化学处理技能比大批量处理办法耗费更少能量。\n  布罗维西指出,咱们有才干经过激活可弹性的物理外表来准确发生空气机械运动,该技能运用范畴是无限的。\n  美国哥伦比亚大学电气工程系主任扬尼斯·克米西斯(Ioannis Kymissis)称,我以为这是一种十分有构思的办法,运用光刻图画模板将胶片堆叠成拱形的战略十分共同,或许会在扬声器和麦克风中发生一系列新的运用。(叶倾城)

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