Динамик из графена создает звук при помощи тепла

11Мая2017

Автор: Становой Сергей

Принцип работы микрофона и динамика примерно одинаков, с той лишь разницей, что одно устройство преобразует колебания воздуха в электрический сигнал а другое наоборот – сигнал в колебания. В основе их конструкции неизменно присутствует мембрана. Но исследователи из Университета Эксетера решили вообще отказаться от этого ключевого компонента. Они создали динамик, который создает звук не за счет вибрации, а за счет периодического нагревания и охлаждения.

Новый излучатель звука (динамик) создан на основе уже ставшего достаточно популярным в электронике материала – графена. Он легкий, прочный и достаточно тонкий. Но эти качества больше подходят для создания мембранного динамика. В новой же разработке исследователи из Эксетера использовали другое качество. Графен ко всему прочему является еще и хорошим проводником электрического тока.

Новый динамик состоит из термоакустического преобразователя, усилителя и даже графического эквалайзера. И все это разработчикам удалось разместить на небольшом кристалле. Отдельно стоит упомянуть именно о термоэлектрическом преобразователе.

Дело в том, что графен при подаче на его электрических импульсов может быстро нагреваться и также быстро охлаждаться. То есть реализуется своеобразная термическая модуляция, в том числе и звукового сигнала. Благодаря этому воздух вокруг кристалла графена то расширяется то сжимается. То есть начинает вирировать. И эта вибрация в виде звуковых волн распространяется достаточно далеко. Все зависит от частоты изменений температуры и ее амплитуды.

Другими словами, звуковые волны создаются не за счет вибрации мембраны, как это происходит в большинстве динамиков, а за счет изменения ее температуры с такой же частотой, что и частота исходного звукового сигнала.

Исследователи отмечают, что их новая технология создания звука очень выгодно отличается от традиционной. Во-первых, без каких-либо дополнительных конструктивных инноваций можно создавать очень богатую звуковую палитру. Во-вторых, можно легко смешивать (микшировать) сразу несколько звуковых сигналов. В-третьих, один и тот же динамик сможет воспроизводить как весь спектр слышимых нашему уху частот, так и более низкие частоты, а также ультразвук.

Источник информации: Университет Эксетера (www.exeter.ac.uk)