大多數(shù)用戶都希望能使用既輕薄又壽命長的產(chǎn)品。一種新型揚聲器技術(shù)（陶瓷揚聲器）能使這種夢想成真。制造商可以用這種揚聲器制造出像信用卡那樣薄的產(chǎn)品。

陶瓷與壓電揚聲器與傳統(tǒng)的動圈揚聲器有很大的差異。它們表現(xiàn)為一個容性負(fù)載，而不是阻性負(fù)載。它們需要較高的電壓驅(qū)動，而不是大電流。傳統(tǒng)動圈揚聲器的厚度在 4mm 以上，陶瓷揚聲器的厚度只有 0.7mm。重量經(jīng)常低于 1 g，功耗只有不到 5mW。

壓電揚聲器的工作原理

壓電陶瓷揚聲器的工作原理與動圈揚聲器完全不同，壓電陶瓷揚聲器不需要磁鐵或線圈。

    當(dāng)在壓電材料兩端施加一個電壓時，就可以使材料伸展或收縮。把這種材料安裝在一個金屬片上時，電壓差就轉(zhuǎn)換成一種彎折的力量。這種力的強度再轉(zhuǎn)換成聲壓級。某些部分的作用是減少彎曲振動（材料硬度、機械阻力和空氣阻力）。

圖 2 顯示一個壓電陶瓷揚聲器的例子，資料由Taiyo Yuden公司提供。

陶瓷揚聲器包括一個金屬振膜、多層壓電材料，以及將兩部分保持住的一個短片。揚聲器本身的整體厚度為 0.7mm，可以用于更薄的便攜設(shè)計。后腔的尺寸對它聲壓級不會有很大的影響。與傳統(tǒng)動圈揚聲器相比，后腔是必須的，因為動圈揚聲器需要空腔的聲學(xué)效應(yīng)來提高聲壓級。

動圈揚聲器

一般手機中使用的動圈揚聲器都有下圖所示的空腔，振膜尺寸約為 16-20mm。

大多數(shù)揚聲器都有一個環(huán)形永久磁鐵圍繞著一個可自由運動的線圈，線圈附著在一個圓錐形振膜上。

所有動圈揚聲器都需要大的后腔，以提高聲壓級。這個空間大約需要 1.2mm。

動圈揚聲器工作原理

音頻放大器輸出的電信號送至圓錐振膜頂部纏繞的幼線圈。線圈置于永久磁鐵的兩極中間。當(dāng)有信號通過時，線圈就成為一個電磁體，形成一種與電流和磁場方向成直角的力，造成線圈的運動。

當(dāng)帶有聲音信息的電流流經(jīng)線圈時，感應(yīng)磁墻與永久磁鐵起相互作用。

線圈會被拉入或推出，并轉(zhuǎn)換為大范圍的空氣運動。

氣壓的變化產(chǎn)生與原始電信號相對的聲壓波。

與鐵磁體相比，陶瓷磁體需要大量的移動力才能去磁，很適合用于大功率揚聲器，而音圈的磁力可以把鐵磁體部分去磁。

采用陶瓷揚聲器的優(yōu)點：

1. 揚聲器不產(chǎn)生磁場

2. 極薄 (0.7mm)

3. 重量輕 (0.63grams)

4. 聲學(xué)設(shè)計更簡單（背面只需很少空間）

壓電陶瓷揚聲器在整個頻段上都表現(xiàn)為容性負(fù)載。揚聲器兩端需要施加一個 15V 峰峰值的電壓。但典型的便攜應(yīng)用都采用 3V-6V 供電，因此不容許客戶有這么高的電壓輸出。

例如：

BTL 放大器工作在 6V。那么該放大器的最大輸出擺幅是多少呢？

假設(shè)輸出是理想情況，沒有輸出損耗。BTL 放大器的輸出擺幅應(yīng)是供電電壓的 2 倍。

VOUTmax= 6x2 =12Vp-p

即使放大器在 6V 電壓下工作，輸出擺幅也只有不到 12Vp-p。這個擺幅不足以驅(qū)動陶瓷揚聲器。

美國國家半導(dǎo)體的 LM4802B、LM4960 和 LM4961 單片設(shè)備均為集成升壓轉(zhuǎn)換器的音頻放大器，可以滿足對高驅(qū)動電壓的要求。這些放大器均有低功耗的關(guān)斷模式，以及一個內(nèi)部過熱關(guān)斷保護機制。

另外，它們也帶有先進的“爆音與開關(guān)音”抑制電路，可以消除在開、關(guān)機轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的噪音。

所有這三種揚聲器驅(qū)動器都可以靈活地運用于低電壓供電手機，增加了移動應(yīng)用中的通話時間。

LM4802B 陶瓷揚聲器驅(qū)動器可為陶瓷揚聲器應(yīng)用提供 12Vp-p 電壓。

LM4961 可為陶瓷揚聲器應(yīng)用提供 15Vp-p 電壓。它還包括附加的節(jié)電功能，和一個低功率的耳筒模式，以及用于驅(qū)動鈴聲與免提揚聲器的高功率模式。

用于壓電揚聲器的 LM4960 集成了一個 1.6MHz 固定頻率的升壓穩(wěn)壓器。它可以在 3V 工作電壓下，為壓電揚聲器提供 24Vp-p 的單 BTL 電壓，THD+N 低于 1%。