麻省理工學院的工程師開發了一種超薄的揚聲器,可以將任何剛性表面變成高質量的有源音頻源。
薄膜揚聲器可以通過產生相同幅度但相反相位的聲音,在嘈雜的環境(例如飛機駕駛艙)中提供主動降噪;兩種聲音相互抵消。這種靈活的設備還可以用於沉浸式娛樂,可以透過在劇院或主題公園遊樂設施中提供 3D 音頻。揚聲器通過使用成形壓電材料薄膜來簡化揚聲器設計,當電壓施加在其上時,該薄膜會移動,從而移動其上方的空氣並產生聲音。
大多數薄膜揚聲器設計為獨立式,因為薄膜必須自由彎曲才能產生聲音。將這些揚聲器安裝在表面上會阻礙振動並妨礙它們產生聲音的能力。為了克服這個問題,麻省理工學院研究團隊重新考慮了薄膜揚聲器的設計。不讓整個材料振動,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,每個只有幾根頭髮的寬度,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衝擊,從而提高揚聲器的耐用性。
他們通過將薄膜揚聲器安裝到距離麥克風 30 厘米的牆壁上來測試他們的薄膜揚聲器,以測量以分貝為單位的聲壓級。當 25 伏特的電流以 1000Hz(每秒 1,000 次循環的速率)通過該設備時,揚聲器會產生 66 分貝的會話級別的高質量聲音。在 10000Hz時,聲壓級增加到 86 分貝,與城市交通的音量水平大致相同。這種節能設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的距離上產生相似的聲壓。