Las cerámicas piezoeléctricas son materiales policristalinos formados por sinterización a alta temperatura y reacción de óxidos en estado sólido, y exhiben propiedades piezoeléctricas únicas después de la polarización a alto voltaje de CC. Este material puede lograr una conversión bidireccional de energía mecánica y energía eléctrica. El efecto piezoeléctrico incluye dos aspectos: efecto piezoeléctrico positivo: aplicar presión física para generar cargas dentro del material, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica; Efecto piezoeléctrico inverso: aplicar un campo eléctrico para deformar materiales y convertir energía eléctrica en energía mecánica. Estas características hacen que las cerámicas piezoeléctricas sean particularmente adecuadas para su uso como componentes emisores de sonido.
El efecto piezoeléctrico puede generar cargas cuando se aplica presión física o convertir la energía eléctrica aplicada en energía mecánica. (Fuente de la imagen: BeStar Technologies, Inc.)
En los auriculares, los controladores cerámicos piezoeléctricos utilizan voltaje alterno para hacer vibrar la capa de sustrato metálico adherida para generar sonido. Este método tiene una alta eficiencia de conversión de energía y una velocidad de respuesta extremadamente rápida. La dureza de la cerámica piezoeléctrica es extremadamente alta, sólo superada por el diamante. Cuando se utiliza como material de diafragma, esta característica le permite restaurar tonos de cuerdas delicados y suaves, brindando una excelente resistencia auditiva.
Ventajas innovadoras del controlador dinámico + auriculares cerámicos piezoeléctricos
La innovadora aplicación de unidades cerámicas piezoeléctricas en auriculares compensa eficazmente las deficiencias de los controladores de bobina dinámica tradicionales en la respuesta de alta frecuencia. BeStar Technologies ha desarrollado una serie de cerámicas piezoeléctricas multicapa diseñadas específicamente para unidades de compensación de alta frecuencia en auriculares. Las características de esta serie son tamaño pequeño, estructura simple y bajo voltaje de conducción.
En comparación con los controladores de bobina dinámica tradicionales, las unidades cerámicas piezoeléctricas tienen ventajas significativas en el rendimiento de alta frecuencia. Aunque los auriculares TWS típicos suelen tener un rango de frecuencia de 20 Hz a 20 kHz, los controladores de bobina dinámica suelen experimentar una atenuación significativa alrededor de 10 kHz. Por el contrario, las unidades cerámicas piezoeléctricas sólo pueden mantener una atenuación de 15 dB a 30 kHz y una atenuación de 30 dB a 40 kHz. Este rendimiento supera el de los accionamientos de armadura equilibrada. Además, en comparación con los controladores de armadura balanceada, la combinación de bobinas dinámicas y controladores cerámicos piezoeléctricos no requiere redes complejas de división de frecuencia, lo que reduce la pérdida de señal de audio durante el proceso de conversión y hace que las transiciones de sonido sean más naturales. Este método también ayuda a reducir el tamaño y ahorrar costes.
Productos prácticos como HONOR Earbuds 3 Pro han demostrado la viabilidad de este esquema de combinación a través de un diseño de unidad dual coaxial que combina unidades de bobina dinámica con unidades cerámicas de alta frecuencia.