美國麻省理工學(xué)院研究人員開發(fā)了一種超薄揚(yáng)聲器，可將任何剛性表面變成高質(zhì)量的有源音頻源。他們引入的簡(jiǎn)單制造工藝可使薄膜器件大規(guī)模生產(chǎn)。圖片來源：FELICE FRANKEL　　美國麻省理工學(xué)院工程師開發(fā)了一種紙一樣薄的揚(yáng)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(yáng)聲器使用傳統(tǒng)揚(yáng)聲器所需能量的一小部分，產(chǎn)生失真最小的聲音。研究團(tuán)隊(duì)演示的手掌大小的揚(yáng)聲器重量約為一枚硬幣，無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(xiàn)這些特性，研究人員開創(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)足以覆蓋汽車內(nèi)部或房間的超薄揚(yáng)聲器。

　　使用這種方式，薄膜揚(yáng)聲器可在嘈雜的環(huán)境(例如飛機(jī)駕駛艙)中通過產(chǎn)生相同幅度但相反相位的聲音來提供主動(dòng)降噪。這種靈活的設(shè)備還可用于沉浸式娛樂，在劇院或主題公園游樂設(shè)施中提供3D音頻。由于它重量輕且運(yùn)行所需的電量非常少，因此該設(shè)備非常適合在電池壽命有限的智能設(shè)備上的應(yīng)用。

　　新?lián)P聲器通過使用成形壓電材料薄膜來簡(jiǎn)化揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)，當(dāng)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(shù)薄膜揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)為獨(dú)立式，因?yàn)楸∧け仨氉杂蓮澢拍墚a(chǎn)生聲音。但如果將這些揚(yáng)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)問題，研究團(tuán)隊(duì)重新考慮了薄膜揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)。新設(shè)計(jì)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(dú)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(hù)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(hù)圓頂在日常操作過程中免受磨損和沖擊，從而提高揚(yáng)聲器的耐用性。

　　這種節(jié)能設(shè)備每平方米揚(yáng)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(yáng)聲器可能會(huì)消耗超過1瓦的功率才能在相當(dāng)?shù)木嚯x上產(chǎn)生相似的聲壓。

　　該設(shè)備還可使用超聲波檢測(cè)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。