轻薄如纸扬声器问世，将使物体表面成为低功耗高质量音频源

美国麻省理工学院研究人员开发了一种超薄扬声器，轻薄可将任何刚性表面变成高质量的纸扬质量有源音频源。他们引入的声器简单制造工艺可使薄膜器件大规模生产。图片来源：FELICE FRANKEL

美国麻省理工学院工程师开发了一种纸一样薄的问世物体扬声器，可将任何表面变成有源音频源。将使研究论文日前发表在《IEEE工业电子学会刊》上。表面

这种薄膜扬声器使用传统扬声器所需能量的低功一小部分，产生失真最小的耗高声音。研究团队演示的音频源手掌大小的扬声器重量约为一枚硬币，无论薄膜黏合到什么表面，轻薄都可产生高质量的纸扬质量声音。

为了实现这些特性，声器研究人员开创了一种看似简单的问世物体制造技术，该技术只需要三个基本步骤，将使并且可按比例放大以生产足以覆盖汽车内部或房间的表面超薄扬声器。

使用这种方式，薄膜扬声器可在嘈杂的环境（例如飞机驾驶舱）中通过产生相同幅度但相反相位的声音来提供主动降噪。这种灵活的设备还可用于沉浸式娱乐，在剧院或主题公园游乐设施中提供3D音频。由于它重量轻且运行所需的电量非常少，因此该设备非常适合在电池寿命有限的智能设备上的应用。

新扬声器通过使用成形压电材料薄膜来简化扬声器设计，当电压施加在其上时，该薄膜会移动，从而振动其上方的空气并产生声音。大多数薄膜扬声器设计为独立式，因为薄膜必须自由弯曲才能产生声音。但如果将这些扬声器安装在一些表面上，可能会阻碍振动并妨碍它们产生声音的能力。

为了克服这个问题，研究团队重新考虑了薄膜扬声器的设计。新设计不是让整个材料振动，而是依靠一层薄薄的压电材料上的微小圆顶，每个圆顶都单独振动。这些圆顶，每个只有几根头发的宽度，被薄膜顶部和底部的间隔层包围，保护它们免受安装表面的影响，同时仍然使它们能够自由振动。相同的间隔层可保护圆顶在日常操作过程中免受磨损和冲击，从而提高扬声器的耐用性。

这种节能设备每平方米扬声器面积只需要大约100毫瓦的功率。相比之下，一个普通的家庭扬声器可能会消耗超过1瓦的功率才能在相当的距离上产生相似的声压。

该设备还可使用超声波检测人在房间中的站立位置，就像蝙蝠使用回声定位一样，然后在人移动时塑造声波以跟随人。

科技日报记者 张梦然

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