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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-18 5:42:01 -- [原创] 压电式扬声器 探析
“d33模式”——当外加电场E与极化强度P反向时,U↑/ d↑,厚度(t)方向伸长;E / P同向时,U↓/ d↓,t向缩短。
“d31模式”——当外加电场E与极化强度P同向时,U↑/ d↑,长度(L)方向伸长; E / P反向时,U↓/ d↓,L向缩短——与“d33模式”相反。
化繁为简,融会贯通——PL是“1个电容器”,ESL是“2个电容器”——PL的信号驱动电压VIN加在驻极体(电容器)上;ESL的VIN则加在电极层上,电极层与驻极体构成2个电容器。
● 与一般膜振动/板振动“分布参数系统”不同——压电式扬声器(PVDF/PZT等)为电场驱动型(面驱动),均匀性↑——故属于“集中参数系统”。
fo在超声波频段——20-20k Hz声频范围为“弹性控制区”(f<fo),A=F/Km,v=Fω/Km——Km↓(弹性模量↓),则A/v/ Wr↑,辐射效率↑。
一般而言,压电式扬声器f↓/Xc↑,低频响应↓——“振幅A与频率f无关”,有利于低频响应——A与f无关,则频响曲线平坦,非线性失真(IHD/SIHD)↓。
● 当压电材料的泊松比σ↑时,由于“泊松效应”,压电体的“d33模式”振动与“d31模式”振动会同时发生 ——L↑/ t↓(L向伸长/ t向缩短);L↓/t↑(L向缩短/ t向伸长) 。 压缩波/弯曲波与介质表面质点振动相关,与表面波(SAW)原理相同——都是由于“泊松效应”,质点的横向振动与纵向振动相耦合——形成“椭圆偏振”。
当f↑时(超声波频段), 压缩波/弯曲波可与SAW耦合——在超声波频段以下,无SAW耦合,压缩波难以形成声波辐射——而f↑,“驻波”密度↑,Wr↑,则能辐射声波。
● PCBE(双晶片结构)——若一PZT晶片E / P反向(L↓),而另一PZT晶片E / P同向 (L↑)——将两晶片耦合,“一伸/一缩”则可形成“弯曲振动”。
PZT(双晶片PCBE/多层结构)——各层之间设内电极层(可引出信号线),低温(900-1200℃)烧结而成——再进行极化(100-250℃/2-4kv) 。
实际上,PZT极化与工作状态的电源/信号源接法不同(相反)——极化时为并联/工作时为串联(反极性);极化时为串联/工作时为并联(同极性)——则可以形成“一伸一缩”振动模式。
● 新一代非极性压电材料(如PP蜂窝膜/PTFE多孔膜等“空间电荷型”驻极体)——兼具压电陶瓷(如PZT)与高分子材料(如PVDF)的优势——应变常数大,柔顺性好,介电损耗小。
PP蜂窝膜(Cellular Polypropylene films)——外力作用引起气孔形变,导致电极感应电荷密度的变化,形成“压电效应”——可由PP材料经高压氮气膨化处理制成。
● 容抗Xc与f成反比(Xc=1/2πf C),故在声频范围PL灵敏度↓——f↓,Xc↑/ I↓,↑驱动电压,则才能保持驱动电流I不变——而f↑,Xc↓/ I↓,则需↑驱动电流I。
电动式扬声器相当于“电感”, f↑/XL↑, 故高频响应↓; 电动式扬声器大部分功率转化为热量 ——P L相当于“电容”,f↓/ Xc↑,故低频响应↓;其消耗功率时产生的热量↓。
Q=UC,E=U/d,C=εS/d——则静电力F=EQ=εSU2/d2=εSVpVin/d2——↑直流偏压Vp/信号驱动电压Vin,可以↑F。F一定,↑Vp则可↓Vin 。
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-- 作者:lingzhi22 -- 发布时间:2012-6-18 10:22:53 -- 顶一下 |
-- 作者:风继续吹 -- 发布时间:2012-6-18 10:26:25 -- 谢谢~~ |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2012-6-18 18:44:37 -- ——请多指点。 |
-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2013-7-15 14:42:38 --
化繁为简,融会贯通——PL是“1个电容器”,ESL是“2个电容器”——PL的信号驱动电压VIN加在驻极体(电容器)上;ESL的VIN则加在电极层上,电极层与驻极体构成2个电容器。
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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2013-7-16 9:40:37 --
PL a/b
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-- 作者:风的指纹 -- 发布时间:2013-7-16 10:03:00 --
PL
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