Les céramiques piézoélectriques sont des matériaux polycristallins formés par frittage à haute température et réaction d'oxydes à l'état solide, et présentent des propriétés piézoélectriques uniques après polarisation à haute tension continue. Ce matériau peut réaliser une conversion bidirectionnelle de l’énergie mécanique et de l’énergie électrique. L'effet piézoélectrique comprend deux aspects : l'effet piézoélectrique positif : appliquer une pression physique pour générer des charges à l'intérieur du matériau, convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique ; Effet piézoélectrique inversé : application d'un champ électrique pour déformer les matériaux et convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. Ces caractéristiques rendent les céramiques piézoélectriques particulièrement adaptées à une utilisation comme composants émetteurs de son.
L'effet piézoélectrique peut générer des charges lorsqu'une pression physique est appliquée ou convertir l'énergie électrique appliquée en énergie mécanique. (Source de l'image : BeStar Technologies, Inc.)
Dans les écouteurs, les pilotes piézoélectriques en céramique utilisent une tension alternative pour faire vibrer la couche de substrat métallique attachée afin de générer du son. Cette méthode présente une efficacité de conversion d’énergie élevée et une vitesse de réponse extrêmement rapide. La dureté des céramiques piézoélectriques est extrêmement élevée, juste derrière le diamant. Lorsqu'elle est utilisée comme matériau de diaphragme, cette caractéristique lui permet de restituer des sons de cordes délicats et doux, apportant une excellente endurance d'écoute.
Avantages révolutionnaires du pilote dynamique + des écouteurs piézoélectriques en céramique
L'application innovante d'unités piézoélectriques en céramique dans les écouteurs compense efficacement les défauts des pilotes à bobine dynamique traditionnels en matière de réponse haute fréquence. BeStar Technologies a développé une série de céramiques piézoélectriques multicouches spécialement conçues pour les unités de compensation haute fréquence des écouteurs. Les caractéristiques de cette série sont une petite taille, une structure simple et une faible tension de commande.
Par rapport aux pilotes de bobine dynamiques traditionnels, les unités piézoélectriques en céramique présentent des avantages significatifs en termes de performances haute fréquence. Bien que les écouteurs TWS typiques revendiquent généralement une plage de fréquences de 20 Hz à 20 kHz, les pilotes de bobine dynamique subissent généralement une atténuation significative autour de 10 kHz. En revanche, les unités piézoélectriques en céramique ne peuvent maintenir qu'une atténuation de 15 dB à 30 kHz et de 30 dB à 40 kHz. Cette performance dépasse celle des entraînements à induit équilibré. De plus, par rapport aux haut-parleurs à armature équilibrée, la combinaison de bobines dynamiques et de haut-parleurs piézoélectriques en céramique ne nécessite pas de réseaux complexes de division de fréquence, réduisant ainsi la perte du signal audio pendant le processus de conversion et rendant les transitions sonores plus naturelles. Cette méthode permet également de réduire la taille et de réduire les coûts.
Des produits pratiques tels que les HONOR Earbuds 3 Pro ont démontré la faisabilité de ce schéma de combinaison grâce à une conception coaxiale à double entraînement qui combine des unités de bobine dynamique avec des unités haute fréquence en céramique.