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多层压电陶瓷系列:开创圈瓷耳机新时代

阅读次数:6411/19/2020  

随着科技的进步和多媒体技术的发展,人们对音频和视频的质量要求也不断提高,目前世面上的音响、耳机等产品都难以完 .美的还原声音,主要表现为低频下潜不够深,声音不够浑厚;或者高音上不去,声音破音甚至刺耳,极大地影响了人们的听觉体验。为此了解决此问题,各大厂商纷纷投入研究,并产生了一些具有代表性的形式:

 

动圈式耳机

类似于普通的音箱,60%以上耳机都属此类,处于永磁场中的线圈与振膜相连,线圈在信号电流驱动下带动振膜发声。一般说来,动圈式耳机的综合性能好,可以较好地还原音乐。得益于振膜特殊的阻尼特性曲线,其声音在低频上较丰厚。

动圈耳机的高频表现是弱点,这是因为振膜具有一定的惯性,对高频音频信号的频率响应较差。又由于驱动电压必须大于一定值,才能驱动振膜发声,动圈耳机对于一些小幅度的音频信号可能不作相应,因此灵敏度也低,瞬态相应差。




动铁式耳机

动铁式耳机原理是由电磁铁引发电磁场变化,并带动绕在电磁铁中.央的铁片振动而发出声音。由于铁片往往处于磁场中.心,没有磁场力作用于它,因此只需轻微的电信号就能使动铁单元发出声音。因此,动铁式耳机都具备优秀的解析力,瞬态相对迅速。

由于技术上的限制,其体积不能太大,所以仅局限于体积小巧的入耳式耳机中使用。动铁单元的缺点是频响范围窄,所以动铁耳机需要多个动铁单元分别负责不同频率的响应。再加上分频设备,隔音膜等元件,其体积又将较大,造成佩戴者的不适,运动时耳机也容易脱落。此外,由于其内部结构精密,生产成本较高,受冲击时易摔坏。




静电式耳机

相对于主流的动圈式、静电式耳机,静电式耳机属于较为小众的种类,振膜由高直流电压极化,并处于由两块固定的金属板形成的静电场中,在电场力的驱动下带动振膜发声。由于静电耳机需要将音频信号转化为数百伏的电压信号,因此必须使用特殊的放大器才能驱动。静电耳机的振膜非常轻薄,可带来速度更快、瞬态响应更好与表现更细腻的声音,再加上振膜是固定在平行固定极板之间,受到的电场是完全均匀的,可实现线性驱动,不会带来分割问题,三频均衡性高。由于静电耳机需要专门的放大设备才能驱动,因此价格偏高,并且不便随身携带,一般是固定地点使用。



此外,还有圈铁耳机,即动圈与动铁共同使用的耳机。因为与动圈相比,动铁解析不足;与动铁相比,动圈低频、氛围不足等,所以两者结合,分别负责各自频段可以实现取长补短的目的。但是实际使用时会出现在两者频段衔接处不自然,且会造成耳机体积较大,造成佩戴者的不适,容易脱落。

到此,人们发现各种方案都有其不足,动圈高音上不去,动铁体积大且易损坏,静电式需要专门驱动,造价高。

我们不禁想知道:有没有一种宽频带,小体积,易驱动的耳机方案呢?答案是肯定的。动圈单元+压电陶瓷单元的耳机(简称“圈瓷耳机”)的出现,以上问题都迎刃而解了。

压电陶瓷单元利用的是交变电压驱动压电元件附带底层金属基片振动发声。目前,深耕声学元件多年的Bestar汉得利(常州)电子股份有限公司)经过多年研究,推出的耳机专用的高音补偿单元:


多层压电陶瓷系列BPR10H0.3-5


该多层压电陶瓷系列专门用作耳机的高音补偿单元,产品核心部件为多层压电陶瓷片,结构简单,驱动电压低,容易驱动;拥有更轻薄体积的同时也具有高保真度,使之可以在入耳式耳机内使用。通过与动圈式扬声器结合,可以弥补扬声器在高频上的不足,使声音更有层次感。


据了解,该多层压电陶瓷采用的陶瓷片尺寸为Ø9×0.3mm,直接与金属片装配而成,结构简单,可在基本不改变原有耳机尺寸的情况下直接安装。核心部件采用了多层陶瓷片增加产品推动力,在同等体积下大大提升产品声压,同时采用了圆形陶瓷片结构,将产品的频带范围拉宽,将产品的音质拉升到一个新的台阶,具有宽频频带、音质好,体积小、声压高等特点,满足入耳式耳机的使用需求。

特点如下:

1、声音频带宽,采用圆形的陶瓷片结构,可将频带拉宽,给佩戴者带来更好的音质体验。

2、体积小,采用多层压电陶瓷,薄如蝉翼,减少对耳机内空间的占用。

3、声压高,多层陶瓷与金属板组装,有效地增加了产品推动力,易于驱动,在同样电压下,大大提高了产品声压。

4、安装方便,可通过接线端子安装,免除焊接步骤,节约人工时间及成本。

5、开发周期短,产品可靠性等多项试验已通过,可直接在现有产品上改造升级,缩短开发周期,提高产品市场竞争力。

6、环保安全,产品满足RoHS标准,在安全使用年限内对人体无害。



压电陶瓷单元是交变电压驱动压电元件附带底层金属基片振动发声,所以从响应速度上来说,压电单元是动铁和动圈单元无法比拟的。动圈和动铁单元的换能步骤是:电流在磁场的作用下转换成振动,过程中损失的能量较多,而压电单元是直接驱动,所以相对来说能量损失很小,能耗也很小。动圈单元和压电单元组合时,由动圈单元负责低频和中频,压电单元对动圈在中高频的不足进行补偿。这原理听起来和圈铁单元有些类似,但实践证明圈瓷单元相对与圈铁单元在高频补偿这一方面还是很大的优势:动圈和动铁多单元需要分频器,分出中低和高音,再由对应单元输出,在中间衔接的位置过渡较硬。而圈瓷单元不需要分频器,相对衔接更自然,同时也减小体积,节约成本。因此将是未来耳机的趋势。



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