Le ceramiche piezoelettriche sono materiali policristallini formati mediante sinterizzazione ad alta temperatura e reazione allo stato solido di ossidi e mostrano proprietà piezoelettriche uniche dopo la polarizzazione ad alta tensione CC. Questo materiale può ottenere la conversione bidirezionale dell'energia meccanica e dell'energia elettrica. L'effetto piezoelettrico comprende due aspetti: effetto piezoelettrico positivo - applicando una pressione fisica per generare cariche all'interno del materiale, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica; Effetto piezoelettrico inverso: applicazione di un campo elettrico per deformare i materiali e convertire l'energia elettrica in energia meccanica. Queste caratteristiche rendono le ceramiche piezoelettriche particolarmente adatte all'uso come componenti che emettono suono.
L'effetto piezoelettrico può generare cariche quando viene applicata la pressione fisica o convertire l'energia elettrica applicata in energia meccanica. (Fonte immagine: BeStar Technologies, Inc.)
Nelle cuffie, i driver piezoelettrici in ceramica utilizzano la tensione alternata per far vibrare lo strato di substrato metallico attaccato per generare il suono. Questo metodo ha un'elevata efficienza di conversione energetica e una velocità di risposta estremamente rapida. La durezza della ceramica piezoelettrica è estremamente elevata, seconda solo al diamante. Se utilizzato come materiale per il diaframma, questa caratteristica gli consente di ripristinare i toni delle corde delicati e morbidi, offrendo un'eccellente resistenza all'ascolto.
Vantaggi rivoluzionari del driver dinamico+auricolari in ceramica piezoelettrica
L'applicazione innovativa delle unità ceramiche piezoelettriche nelle cuffie compensa efficacemente le carenze dei tradizionali driver a bobina dinamica nella risposta alle alte frequenze. BeStar Technologies ha sviluppato una serie di ceramiche piezoelettriche multistrato appositamente progettate per le unità di compensazione ad alta frequenza nelle cuffie. Le caratteristiche di questa serie sono dimensioni ridotte, struttura semplice e bassa tensione di pilotaggio.
Rispetto ai tradizionali driver a bobina dinamici, le unità ceramiche piezoelettriche presentano vantaggi significativi nelle prestazioni ad alta frequenza. Sebbene i tipici auricolari TWS dichiarino in genere una gamma di frequenza compresa tra 20 Hz e 20 kHz, i driver a bobina dinamica in genere subiscono un'attenuazione significativa intorno a 10 kHz. Al contrario, le unità ceramiche piezoelettriche possono mantenere solo un'attenuazione di 15 dB a 30 kHz e un'attenuazione di 30 dB a 40 kHz. Questa prestazione supera quella degli azionamenti ad armatura bilanciata. Inoltre, rispetto ai driver ad armatura bilanciata, la combinazione di bobine dinamiche e driver piezoelettrici in ceramica non richiede complesse reti di divisione di frequenza, riducendo così la perdita di segnale audio durante il processo di conversione e rendendo le transizioni del suono più naturali. Questo metodo aiuta anche a ridurre le dimensioni e a risparmiare sui costi.
Prodotti pratici come HONOR Earbuds 3 Pro hanno dimostrato la fattibilità di questo schema di combinazione attraverso un design coassiale a doppia unità che combina unità a bobina dinamica con unità ceramiche ad alta frequenza.