共振音响

1.    概念和原理

概念:共振音响是让音频经过转换后以机械振动介质面(木质桌面、玻璃等),使介质整个物体产生共振,从而使物体播放出悠扬的乐曲。简单地说就是存在这样一种发声系统,它本身没有振膜,通过接触到介质——硬质物体就会发声。

特点:共振音响是一种神奇的音频设备,它是运用共振发声原理设计出来的360度无阻碍音乐播放器,它能让任何平面(如木质桌面、玻璃、墙体、金属等)尽情放送悦耳的音乐,让你可以聆听到身边各种材质对音乐品质的不同诠释,尽情体会音乐自主的乐趣!

共振音响

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1.1 传统音响和共振音响

特性:共振音响还有一种独特的特有的穿透性!就是说共振音响可以通过介质面把音效穿过介质,达到介质的另一面也可以收听到乐曲,也就是说如果你把共振音响安装到房门或某些墙面上,你在这边放乐曲,另一边也可以同时和你一起共享悠扬的意境。

共振音响

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1.2 共振音响

2.    介质共振混合音响(立体共振音响)

发声原理:该共振原理是建立在大约茶杯形状的声学驱动器。此驱动发声类似声音如何从吉他弦产生声音。当吉他弦的拨弹,它振动吉他的机构,并创建优美的音符。同样,共振音响的声驱动振动其“界面”(几乎任何结构表面)从而创建出我们所期待的乐曲。如果驱动是针对震动周围的某个特定环境的表面(如热浴盆或者门),无论听众在任何位置,听众会感受到同样的音质享受。

声驱动:声驱动是由稀有的金属构成,在电磁场中做伸缩运动,因此他们产生出巨大的能量。声驱动并没有移动线圈或者移动某一部分从而产生声音,因此,这种组建材料不受故障或生热。共振音响的技术中的这种动力来源是一种特殊的物质,它叫Terfenol-D,是一种磁致伸缩材料。它能在一个磁场里表现出一定的可预测和可重复性。磁致伸缩的特点是导致某些材料在磁场内改变形状。Terfenol-D能够产生“惊人的”磁致伸缩。在晶体中,由于磁场的应用,磁畴旋转时,以微秒的速度,进行适当的、积极的和重复的扩张。

Terfenol-D简介:

1972年,Clark等首次发现Laves相稀土铁化合物RFe2的磁致伸缩在室温下是FeNi等传统磁致伸缩材料的100倍,并且高于PZTPLZT压电陶瓷,其通常是稀土与铁、钴、镍等金属的合金。近年来又研究了(TbDyFe2等赝二元化合物,发现Tb1-xDyxFe20.68≤x≤0.73)的磁致伸缩应变值最大,常称为Terfenol-D,该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制成功。其具有很好的磁致伸缩性能和低的磁晶各向异性,并发现该材料制备成单晶或晶粒取向的多晶后在压应力作用下,在低磁场中磁致伸缩系数大大提高,即出现了所谓跳跃效应

稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D属立方晶体,其磁致伸缩系数一般是通过测量沿主轴(<100><110><111>)长度变化得到的,磁场从垂直转到平行于测量方向。当Terfenol-D置于一个磁场中时,其尺寸的变化比一般磁性材料变化大,这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。铽镝(铽[tè] 镝 [dí])铁开始主要用于声纳,目前已广泛应用于多种领域,从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、太空望远镜的调节机构和飞机机翼调节器等领域。它具有比传统的磁致伸缩材料和压电陶瓷高几十倍的伸缩性能。所以可广泛用于声纳系统、大功率超大型超声器件、精密控制系统、各种阀门、驱动器等,是一种具有广阔发展前景的稀土功能材料。这种材料的发展使电-机械转换技术获得突破性进展。对尖端技术、军事技术的发展及传统产业的现代化产生了重要作用。


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图2.1 Terfenol-D材料

Terfenol-D的特点

与压电材料和传统的磁致伸缩材料相比具有以下特点:Terfenol-D饱和磁致伸缩应变很大,比镍大40~50倍,比PZT压电陶瓷大5~8倍,故在低频下可使得水声换能器获得很高的体积速度和声源级;能量密度高,比镍大400~500倍,比PZT压电陶瓷大10~14倍;磁机械耦合系数大,有利于换能器的宽带高频率工作;声速低,比镍小3倍,约为压电陶瓷的一半,有利于换能器小型化设计;居里点温度高。对大功率而言,即使是瞬间过热都会导致PZT压电陶瓷的永久性极化完全消失,而Terfenol-D工作到居里温度以上只会使其磁致伸缩特性暂时消失,冷却到居里温度以下,其磁致伸缩特性可完全恢复,故无过热失效问题。

Terfenol-D的应用

广泛用于声纳系统、大功率超大型超声器件、精密控制系统、各种阀门、驱动器等,是一种具有广阔发展前景的稀土功能材料。这种材料的发展使电-机械转换技术获得突破性进展。对尖端技术、军事技术的发展及传统产业的现代化产生了重要作用。

 

 

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