Push-Pull-Prinzip für Lautsprecher realisiert
IPMS-Wissenschaftler stellen neuartigen Prototyp eines energieeffizienten Aktorensystems vor
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Lautsprecherchip von oben: Anordnung der Aktoren ist sonst nicht sichtbar (Foto: ipms.fraunhofer.de) |
Dresden (pte018/12.12.2022/13:00)
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS haben den Prototyp eines energieeffizienten Aktorensystems für Mikrolautsprecher vorgestellt, der hohe Lautstärke und exzellente Klangqualität gepaart mit ausgezeichneter Energieeffizienz verspricht. Details wurden in "Nature Journal Microsystems & Nanoengineering" publiziert.
Symmetrischer Biegewandler
Konkret handelt es sich bei der Innovation um eine Anordnung von drei Elektroden in einer gemeinsamen beweglichen Konfiguration auf einem Balken. Der symmetrische Biegewandler verkörpert den Experten nach das Push-Pull-Prinzip und arbeitet zudem mit niedrigen Spannungen. Der Mikrolautsprecher ermögliche eine exzellente Audiowiedergabe über einen breiten Frequenzbereich von mehr als neun Oktaven (zehn Hertz bis 6,3 Kilohertz) mit einem Klirrfaktor von unter 1,2 Prozent.
Die neuen Mikrolautsprecher versprechen zudem große Einsparungen beim Stromverbrauch und der Spitzenstromaufnahme. "Bei den winzigen Batterien moderner In-Ear-Geräte ist der größte Teil des Akkubudgets für intelligente Funktionen wie Spracherkennung und drahtlose Konnektivität reserviert", unterstreicht IPMS-Wissenschaftler Bert Kaiser. Dies beschränke die dem Audiowiedergabesystem zur Verfügung stehende Leistung auf eine kleine, einstellige Milliwattzahl.
Nur geringe Signalspannung
Die bei den neuen Mikrolautsprechern vorhandene Kombination aus einer vergleichsweise niedrigen Signalspannung und einer geringen Aktorkapazität erlaubt es, den Mikrolautsprecher mit kleinen, sehr effizienten Ansteuerungen zu betreiben, die an eine kleine Lithium-Polymer- oder Zink-Luft-Batterie angeschlossen sind. Die Lautsprecherchips weisen dabei eine elektrische Gesamtkapazität von weit weniger als ein Nanofarad auf. Im Vergleich dazu sind für piezoelektrische Systeme Kapazitätswerte von über 20 oder sogar 150 Nanofarad veröffentlicht worden.
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