Piëzo-elektrische keramiek is polykristallijne materialen die worden gevormd door sinteren bij hoge temperatuur en vaste-stofreactie van oxiden, en vertonen unieke piëzo-elektrische eigenschappen na polarisatie bij hoge gelijkspanning. Dit materiaal kan bidirectionele omzetting van mechanische energie en elektrische energie bereiken. Het piëzo-elektrische effect omvat twee aspecten: positief piëzo-elektrisch effect - het uitoefenen van fysieke druk om ladingen in het materiaal te genereren, waarbij mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie; Omgekeerd piëzo-elektrisch effect: een elektrisch veld aanleggen om materialen te vervormen en elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Deze eigenschappen maken piëzo-elektrische keramiek bijzonder geschikt voor gebruik als geluidsemitterende componenten.
Het piëzo-elektrische effect kan ladingen genereren wanneer fysieke druk wordt uitgeoefend, of toegepaste elektrische energie omzetten in mechanische energie. (Bron afbeelding: BeStar Technologies, Inc.)
In hoofdtelefoons gebruiken piëzo-elektrische keramische drivers wisselspanning om de bevestigde metalen substraatlaag te laten trillen om geluid te genereren. Deze methode heeft een hoge energieconversie-efficiëntie en een extreem snelle responssnelheid. De hardheid van piëzo-elektrisch keramiek is extreem hoog, na diamant alleen. Wanneer het als membraanmateriaal wordt gebruikt, zorgt deze eigenschap ervoor dat het delicate en vloeiende snaartonen kan herstellen, waardoor een uitstekend luistervermogen ontstaat.
Baanbrekende voordelen van dynamische driver+piëzo-elektrische keramische oortelefoons
De innovatieve toepassing van piëzo-elektrische keramische eenheden in hoofdtelefoons compenseert effectief de tekortkomingen van traditionele dynamische spoeldrivers op het gebied van hoogfrequente respons. BeStar Technologies heeft een serie meerlaagse piëzo-elektrische keramiek ontwikkeld die speciaal is ontworpen voor hoogfrequente compensatie-eenheden in hoofdtelefoons. De kenmerken van deze serie zijn klein formaat, eenvoudige structuur en lage stuurspanning.
Vergeleken met traditionele dynamische spoeldrivers hebben piëzo-elektrische keramische eenheden aanzienlijke voordelen op het gebied van hoogfrequente prestaties. Hoewel typische TWS-oortelefoons doorgaans een frequentiebereik van 20 Hz tot 20 kHz claimen, ervaren dynamische spoeldrivers doorgaans een aanzienlijke verzwakking rond 10 kHz. Daarentegen kunnen piëzo-elektrische keramische eenheden slechts een verzwakking van 15 dB behouden bij 30 kHz en een verzwakking van 30 dB bij 40 kHz. Deze prestaties overtreffen die van gebalanceerde armatuuraandrijvingen. Bovendien vereist de combinatie van dynamische spoelen en piëzo-elektrische keramische drivers, vergeleken met gebalanceerde armatuurdrivers, geen complexe frequentieverdelingsnetwerken, waardoor het audiosignaalverlies tijdens het conversieproces wordt verminderd en de geluidsovergangen natuurlijker worden. Deze methode helpt ook om de omvang te verkleinen en kosten te besparen.
Praktische producten zoals HONOR Earbuds 3 Pro hebben de haalbaarheid van dit combinatieschema aangetoond door een coaxiaal ontwerp met dubbele aandrijving dat dynamische spoeleenheden combineert met keramische hoogfrequente eenheden.