面向手机应用的微机械定向扬声器的优化设计

摘要

随着手机的设计越来越人性化，可以良好地提供声音信息私密化的定向扬声器系统将会增强手机的用户体验。针对于应用于手机系统的基于微机械压电超声换能器的定向扬声器，本文研究了微机械超声换能器激励效率的优化以及定向扬声器在手机中的集成问题。
　　 在微机械超声压电换能器激励效率优化方面，利用有限元方法对基于方膜片、圆膜片和两端固支梁的微机械压电超声换能器的激励灵敏度进行了优化设计，获得了具有最优激励灵敏度的换能器结构。优化结果显示：在微机械换能器的振动元件（方膜片、圆膜片和两端固支梁）的中部和固支端分别同时布置压电激励层，且采用反相激励的方法可以达到最优的激励效率，并最终给出了压电层的最优设计参数。
　　 在解决定向扬声器在手机中的集成问题方面，提出并验证了采用同样的换能器阵列同时实现传统扬声器和定向扬声器的功能的概念，利用这种扬声器同时取代手机中的定向扬声器和送话器；为了在送话器的位置上布置这种集成式传统和定向扬声器，研究并验证了采用一维换能器阵列实现定向扬声器的可行性，解决了定向扬声器在手机中的集成问题。

目录

文摘

英文文摘

插图和附表清单

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.3 研究内容

第2章 工作机理

2.1 定向扬声器的工作机理

2.2 定向扬声器的结构

2.3 超声换能器阵列的指向性

2.4 微机械压电换能器的工作机理

2.5 定向扬声器在手机中应用需要解决的两个问题

第3章 微机械超声换能器的结构优化

3.1 基于方膜片的微机械超声换能器的结构优化

3.2 基于圆膜片的微机械超声换能器的结构优化

3.3 基于两端固支梁的微机械超声换能器的结构优化

3.4 小结

第4章 定向扬声器在手机中的集成

4.1 集成式传统和定向扬声器

4.2 采用一维阵列实现定向扬声器的可行性分析

4.3 小结

第5章 结论

参考文献

致谢

博士后期间发表的论文