什么是压电式耳机?
压电只是耳塞的一种 指的是耳塞单元的发生原理 除了压电主要还有动铁,动圈,静电 目前的高档入耳耳塞多为动铁单元压电:利用用压电陶瓷的压电效应发声。效率高、频率高。缺点:失真大、驱动电压高、低频响应差,抗冲击里差。此类耳机多用于电报收发使用,现基本淘汰。少数耳机采用压电陶瓷作为高音发声单元。动铁:利用了电磁铁产生交变磁场,振动部分是一个铁片悬浮在电磁铁前方,信号经过电磁铁的时候会使电磁铁磁场变化,从而使铁片振动发声。优点是使用寿命长、效率高。缺点是失真大,频响窄。常用于早期的电话机听筒。与一般动圈耳机不同,动铁式的发音单元可以做的很小,因此可以将2个甚至3个单元放入每边声道内,分别负责高、低音及音场处理。音效能与高级喇叭系统相媲美。动圈:这是现在最普遍的耳机形式。是将线圈固定在振膜上,置于由永磁铁产生的固定磁场中,信号经过线圈切割磁力线,从而带动振膜一起振动发声。优点是制作相对容易,线性好、失真小、频响宽。缺点是效率低(算不上什么缺点)。静电:又称静电平面振膜,是将铝(或其它导电金属)线圈直接电镀或印刷在很薄的塑料膜上,将其置于强静电场中(通常由直流高压发生器和固定金属片(网)组成),信号通过线圈的时候切割电场,带动振膜振动发声。优点是线性好、失真小(电场比磁场均匀),瞬态响应好(振膜质量轻),高频响应好。缺点是低频响应不好、需要专门的驱动电路和静电发生器、价格昂贵。效率也不高。
压电陶瓷片是蜂鸣片(器)的主要部件,所以称之为压电元件。
压电陶瓷片之所以能够发出蜂鸣的声音,是利用了压电效应的原理。
压电效应有正压电效应和逆压电效应二种。
压电效应:当给压电陶瓷片施加一个外力时,压电片会产生电荷,这种现象称为正压电效应: 压力——电压。
反之,当给压电片施加电场时,压电陶瓷片会产生机械变形,而且其应变与电场强度成正比,这称为逆压电效应,施加的电场强度越强,振动的幅度越大。
这种现象称为逆压电效应:电压——压力,各种压电陶瓷的器件均是利用这一特性而工作的。
所以蜂鸣片(器)是一个电压元件,也就是说在器件上施加的电压越大,器件的响度也会越高。
2、压电陶瓷蜂鸣片(器)的特点:
声音极为清晰
超薄且重量轻
无触点,因而没有噪声且高度可靠
电压式具有低功耗特性工作电流小,因而被称之为绿色产品。
压电陶瓷蜂鸣片
3、分类
压电陶瓷蜂鸣片按驱动方式分类,有以下2种:
(1)它激式蜂鸣片
(2)自激式蜂鸣片
4、用途:
随着人们对绿色产品的需求不断提高,压电陶瓷蜂鸣片已广泛应用于:
计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
报警器系列:火灾烟雾报警器、一氧化碳报警器、防盗器;
发音体系列:电话机、喇叭、贺卡、门铃;
传感器系列:加速度计(如战斗机)、振动传感器(洗衣机、玻璃等)。
压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。 是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。压电晶体是各向异性的,并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应,但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应,即电介质在电场的作用下,由于感应极化作用而产生应变,应变大小与电场平方成正比,与电场方向无关。压电效应仅存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在,不论是非晶体物质,还是晶体物质,不论是中心对称性的晶体,还是极性晶体。
下面我们利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应。常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅(PZT)材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。
首先,将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器(带喇叭)的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下,接通信号发生器和压电陶瓷A时,由于逆压电效应,A开始振动,并把振动传给木箱,木箱的振动传给压电陶瓷B,由于压电效应,使B两边产生变化电信号,再传给扩音器使喇叭发声,所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。
压电效应:某些电介质(如日本富士压电陶瓷片)在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种力-电转换的现象称为正压电效应。
压电陶瓷进行极化处理主要是工艺上的问题:包括油浴极化法、空气极化法、空气高温极化方法等。这和使用没有关系,不必要深究。
下图是可以非标定制的压电陶瓷片