本文對比傳統(tǒng)動圈型揚聲器，分析了新型陶瓷壓電揚聲器的特點及對所需音頻功率放大器的要求，對各種常用升壓結構及音頻功率放大器進行對比、分析，并測試了多種升壓結構及音頻功率放大器配合陶瓷壓電揚聲器的相關數據及使用效果，從音壓、效率、總諧波失真等各方面考慮。得出使用Boost升壓結構，配合D類音頻功率放大器驅動新型陶瓷壓電揚聲器是能夠獲得最折衷的解決方案。
1 便攜式產品的發(fā)展趨勢
便攜式產品的發(fā)展趨勢如圖1所示。
隨著便攜式消費電子的發(fā)展，人們對便攜式電子設備小型輕薄的要求越來越高，陶瓷壓電揚聲器以其超輕，超薄，高效，無需大音腔等特點逐漸被眾多便攜式消費類電子產品所青睞。便攜式消費產品向著超薄輕小的方向發(fā)展，怎樣做到外形纖薄，并且延長單次充電電池使用時間已成為各類消費產品的主要設計考慮。這樣的系統(tǒng)需求對單個電子元器件提出了更薄、更小、更省電的要求。
2 陶瓷壓電揚聲器的基本特點
與動圈式揚聲器相比，壓電揚聲器的振膜是被粘接在它上面的壓電材料帶動產生彎曲的，因此振膜的外形幾乎沒有限制，而動圈式揚聲器的振膜或紙盆通常都是圓形或者橢圓形的，這樣常會限制產品的外形設計。所有的動圈式揚聲器都必須有一個磁鐵以驅動音圈，這樣就增加了揚聲器的總體高度及重量，但是陶瓷壓電揚聲器卻無需磁鐵驅動，這樣就可以達到一種很薄的外形從而降低終端產品的高度。
面對設計小巧的手機和越來越薄的電腦，動圈式揚聲器成為制造商能否生產出超薄產品的制約因素。陶瓷壓電揚聲器能以超薄、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。陶瓷壓電和動圈式揚聲器的主要區(qū)別如表1所示。
驅動陶瓷壓電揚聲器的放大器電路有與驅動傳統(tǒng)動圈式揚聲器不同的輸出驅動要求。陶瓷壓電揚聲器的結構要求放大器驅動大電容負載，并在較高的頻率下輸出更大的電流，同時保持高輸出電壓。傳統(tǒng)動圈式揚聲器的效率很容易計算。音頻線圈繞組可以近似為固定電阻與一個大電感串聯。如果已知揚聲器電阻，可用歐姆定律計算負載功率：P=I2R，或P=VI。揚聲器的大部分功率被轉變成線圈的熱量。由于陶瓷壓電揚聲器具有電容特性，因此消耗功率時產生的熱量不高。
圖2為一陶瓷壓電揚聲器在1 kHz，90 dB(測定距離10 cm)聲壓下的波形圖，電壓為8 V、電流為15.6 mA，電壓和電流之間的相位差是79.2°，所以功耗就是8&TImes;15.6&TImes;cos79.2°=23mW。它相當于一個直徑20mm的動圈式揚聲器在90dB(測定距離10cm)聲壓下功耗的18%。
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