科技日報北京5月3日電 （記者張夢(mèng)然）美國麻省理工學(xué)院工程師開(kāi)發(fā)了一種紙一樣薄的揚聲器，可將任何表面變成有源音頻源。研究論文日前發(fā)表在《IEEE工業(yè)電子學(xué)會(huì )刊》上。
這種薄膜揚聲器使用傳統揚聲器所需能量的一小部分，產(chǎn)生失真最小的聲音。研究團隊演示的手掌大小的揚聲器重量約為一枚硬幣，無(wú)論薄膜黏合到什么表面，都可產(chǎn)生高質(zhì)量的聲音。
為了實(shí)現這些特性，研究人員開(kāi)創(chuàng )了一種看似簡(jiǎn)單的制造技術(shù)，該技術(shù)只需要三個(gè)基本步驟，并且可按比例放大以生產(chǎn)足以覆蓋汽車(chē)內部或房間的超薄揚聲器。
使用這種方式，薄膜揚聲器可在嘈雜的環(huán)境（例如飛機駕駛艙）中通過(guò)產(chǎn)生相同幅度但相反相位的聲音來(lái)提供主動(dòng)降噪。這種靈活的設備還可用于沉浸式娛樂(lè )，在劇院或主題公園游樂(lè )設施中提供3D音頻。由于它重量輕且運行所需的電量非常少，因此該設備非常適合在電池壽命有限的智能設備上的應用。
新?lián)P聲器通過(guò)使用成形壓電材料薄膜來(lái)簡(jiǎn)化揚聲器設計，當電壓施加在其上時(shí)，該薄膜會(huì )移動(dòng)，從而振動(dòng)其上方的空氣并產(chǎn)生聲音。大多數薄膜揚聲器設計為獨立式，因為薄膜必須自由彎曲才能產(chǎn)生聲音。但如果將這些揚聲器安裝在一些表面上，可能會(huì )阻礙振動(dòng)并妨礙它們產(chǎn)生聲音的能力。
為了克服這個(gè)問(wèn)題，研究團隊重新考慮了薄膜揚聲器的設計。新設計不是讓整個(gè)材料振動(dòng)，而是依靠一層薄薄的壓電材料上的微小圓頂，每個(gè)圓頂都單獨振動(dòng)。這些圓頂，每個(gè)只有幾根頭發(fā)的寬度，被薄膜頂部和底部的間隔層包圍，保護它們免受安裝表面的影響，同時(shí)仍然使它們能夠自由振動(dòng)。相同的間隔層可保護圓頂在日常操作過(guò)程中免受磨損和沖擊，從而提高揚聲器的耐用性。
這種節能設備每平方米揚聲器面積只需要大約100毫瓦的功率。相比之下，一個(gè)普通的家庭揚聲器可能會(huì )消耗超過(guò)1瓦的功率才能在相當的距離上產(chǎn)生相似的聲壓。
該設備還可使用超聲波檢測人在房間中的站立位置，就像蝙蝠使用回聲定位一樣，然后在人移動(dòng)時(shí)塑造聲波以跟隨人。
【總編輯圈點(diǎn)】
高質(zhì)量的音效，一定意味著(zhù)龐大的體積嗎？老燒們會(huì )告訴你的確是這樣，揚聲器的箱體大小很關(guān)鍵，追求便攜易擺放的話(huà)必然會(huì )犧牲一部分音質(zhì)。但薄膜揚聲器的開(kāi)發(fā)者正試圖挑戰這種概念，依靠薄薄壓電材料上的微小結構，“一層紙”也能發(fā)揮出大功率音箱的效果。不過(guò)，其真實(shí)聆聽(tīng)效果究竟怎樣，還有待測評，只能說(shuō)，因為它隨貼隨用，現在你房間里的一切硬物，以后都可能是你的音箱。
【關(guān)閉】
