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陶瓷揚聲器在手機設(shè)計中的應(yīng)用陶瓷揚聲器在手機設(shè)計中的應(yīng)用.doc

陶瓷揚聲器在手機設(shè)計中的應(yīng)用

如今的便攜式設(shè)備需要更小、更薄、更省電的電子元器件。對于設(shè)計小巧的手機，動圈式揚聲器成為了制造商能否生產(chǎn)出超薄手機的制約因素。在這一需求的推動下，陶瓷或壓電揚聲器迅速興起，成為動圈式揚聲器的替代方案。陶瓷揚聲器能以超薄、緊湊的封裝提供極具競爭力的聲壓電平（SPL），具有取代傳統(tǒng)的動圈式揚聲器的巨大潛力。動圈式揚聲器和陶瓷揚聲器的區(qū)別如表1所示。

驅(qū)動陶瓷揚聲器的放大器電路具有與驅(qū)動傳統(tǒng)動圈式揚聲器不同的輸出驅(qū)動要求。陶瓷揚聲器的結(jié)構(gòu)要求放大器驅(qū)動大電容負載，并在較高的頻率下輸出更大的電流，同時保持高輸出電壓。

陶瓷揚聲器的特性

陶瓷揚聲器的生產(chǎn)工藝與多層陶瓷電容器類似，與動圈式揚聲器相比，這種制造技術(shù)可以使揚聲器廠商更加嚴格地控制揚聲器的容差。嚴格的容差控制對于權(quán)衡揚聲器的選擇非常重要，也影響著不同生產(chǎn)批次產(chǎn)品音頻特性的可重復(fù)性。

陶瓷揚聲器在驅(qū)動放大器端的等效阻抗可以近似為主要由一個大電容組成的RLC電路（圖1）。在音頻頻率范圍內(nèi)，陶瓷揚聲器通常呈現(xiàn)容性。揚聲器的電容特性決定了其阻抗隨頻率的提高而降低。圖2為陶瓷揚聲器阻抗隨頻率的變化關(guān)系，與1micro;F電容相似。阻抗有一個諧振點，在這個頻點揚聲器的發(fā)聲效率最高。1kHz頻率附近阻抗曲線的下降表示揚聲器的諧振頻率。

圖1.陶瓷揚聲器主要表現(xiàn)為一個大的容性負載

圖2.陶瓷揚聲器阻抗與頻率的關(guān)系，與1micro;F電容非常相似

聲壓與頻率及振幅的關(guān)系

陶瓷揚聲器兩端的交流電壓導致?lián)P聲器內(nèi)壓電薄膜變形和振動；位移量與輸入信號的幅度成正比。壓電薄膜的振動使周圍空氣流動，從而發(fā)出聲音。揚聲器電壓升高時，壓電元件變形加劇，形成更大的聲壓，從而增加了音量。

陶瓷揚聲器制造商通常規(guī)定了揚聲器的最大驅(qū)動電壓，典型值15VP-P。電壓最大時陶瓷器件的偏移量達到極限。外加電壓大于額定電壓時不會導致聲壓升高，反而增加了輸出信號的失真度。圖3為電壓最大時，陶瓷揚聲器輸出聲壓（SPL）與頻率的關(guān)系曲線。通過對比SPL與頻率的關(guān)系曲線圖以及阻抗與頻率的關(guān)系曲線圖，可以明顯看出壓電揚聲器產(chǎn)生高SPL時，在自激頻率處效率最高。

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