압전 세라믹은 산화물의 고온 소결과 고체 반응에 의해 형성된 다결정 소재로, 높은 DC 전압에서 분극된 후 독특한 압전 특성을 나타냅니다. 이 재료는 기계적 에너지와 전기 에너지의 양방향 변환을 달성할 수 있습니다. 압전 효과에는 두 가지 측면이 포함됩니다. 양의 압전 효과 - 물리적 압력을 가하여 재료 내부에 전하를 생성하고 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 역 압전 효과 - 전기장을 적용하여 재료를 변형시키고 전기 에너지를 기계 에너지로 변환합니다. 이러한 특성으로 인해 압전 세라믹은 소리 방출 부품으로 사용하기에 특히 적합합니다.
압전 효과는 물리적인 압력이 가해질 때 전하를 생성하거나, 적용된 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있습니다. (이미지 출처: BeStar Technologies, Inc.)
헤드폰에서 압전 세라믹 드라이버는 교류 전압을 사용하여 부착된 금속 기판 층을 진동시켜 소리를 생성합니다. 이 방법은 에너지 변환 효율이 높고 응답 속도가 매우 빠릅니다. 압전 세라믹의 경도는 다이아몬드 다음으로 매우 높습니다. 다이어프램 소재로 사용하면 이 특성을 통해 섬세하고 부드러운 현악기 톤을 복원할 수 있어 뛰어난 청취 내구성을 제공합니다.
다이나믹 드라이버+압전 세라믹 이어폰의 획기적인 장점
헤드폰에 압전 세라믹 장치를 혁신적으로 적용하면 고주파수 응답에서 기존 다이내믹 코일 드라이버의 단점을 효과적으로 보완할 수 있습니다. BeStar Technologies는 헤드폰의 고주파 보상 장치용으로 특별히 설계된 일련의 다층 압전 세라믹을 개발했습니다. 이 시리즈의 특징은 작은 크기, 간단한 구조, 낮은 구동 전압입니다.
기존의 동적 코일 드라이버와 비교하여 압전 세라믹 장치는 고주파 성능에서 상당한 이점을 가지고 있습니다. 일반적인 TWS 이어폰은 일반적으로 20Hz ~ 20kHz의 주파수 범위를 요구하지만 다이내믹 코일 드라이버는 일반적으로 약 10kHz에서 상당한 감쇠를 경험합니다. 이와 대조적으로 압전 세라믹 장치는 30kHz에서 15dB 감쇠, 40kHz에서 30dB 감쇠만 유지할 수 있습니다. 이 성능은 밸런스드 아마추어 드라이브의 성능을 능가합니다. 또한 밸런스드 아마추어 드라이버와 비교하여 다이나믹 코일과 압전 세라믹 드라이버의 조합은 복잡한 주파수 분할 네트워크를 필요로 하지 않으므로 변환 과정에서 오디오 신호 손실을 줄이고 사운드 전환을 더욱 자연스럽게 만듭니다. 이 방법은 크기를 줄이고 비용을 절감하는 데에도 도움이 됩니다.
HONOR Earbuds 3 Pro와 같은 실용적인 제품은 동적 코일 장치와 세라믹 고주파 장치를 결합한 동축 이중 드라이브 설계를 통해 이러한 결합 방식의 타당성을 입증했습니다.