Mikromechanische piezoelektrische Aktuatoren zur Realisierung hoher Kräfte und Auslenkungen

The invention relates to a MEMS, comprising a membrane, a reciprocating structure, which is coupled to the membrane, and at least two piezoelectric actuators, which are connected, by means of a plurality of connecting elements spaced apart from each other, to a plurality of contact points of the reciprocating structure spaced apart from each other, wherein the at least two piezoelectric actuators are designed to cause a reciprocating motion of the reciprocating structure in order to deflect the membrane

MEMS-Lautsprecher - ein Paradigmenwechsel

With the increasing demand for headphone-related audio reproduction, the requirements for the loudspeakers (transducers) have also increased. They should become smaller, lighter and cheaper, while requiring as little energy as possible to produce great sound. In addition to the two primarily used loudspeakers, namely the electrodynamic and balanced armature (especially hearing aids), so-called MEMS loudspeakers are being increasingly considered. Although history shows that MEMS loudspeaker concepts already existed in the 1990s, it was not until 2018/2019 that convincing demonstrators or finished products were equipped with them. Three current MEMS loudspeaker concepts are presented to demonstrate the great potential of this technology for the challenges mentioned above

In-Ear Headphone System with Piezoelectric MEMs Driver

This article presents a prototype in-ear headphone system based on a previously disclosed piezoelectric MEMS driver technology (piezoMEMS). The centerpiece of the earphone is a 4 mm x 4 mm piezoMEMS chip loudspeaker that on its own achieves broadband sound pressure levels of up to 110 dB in an IEC 60318-4 ear simulator. A specifically designed enclosure allows for easy installation of the piezoMEMS driver and takes first steps in optimizing the acoustic performance. Furthermore, the system comprises a specially tailored amplifier as well as a dedicated signal processing concept. The article describes the ideas behind the system, discusses the particular challenges in designing the piezoMEMS earphone, shows measurement results, and, finally, discusses the vast opportunities for future research

Design and Electroacoustic Analysis of a Piezoelectric MEMS In-Ear Headphone

This article takes an in-depth look at an in-ear headphone demonstrator with a piezoelectric MEMS driver. The MEMS transducer and the demonstrator system including earphone enclosure, signal processing, and application-specific amplifier are described. The main focus of this study lies on an exhaustive electroacoustic analysis of a MEMS earphone, comprising an electrical impedance measurement, various acoustical measurements, and an investigation of the thermal behavior of piezoelectric MEMS drivers. The results show the high potential of this technology for in-ear applications and promise even greater acoustic performance with future improvements

Zwei-Wege-Lautsprecher basierend auf MEMS-Technologie

Dieser Beitrag stellt einen neuartigen Zwei-Wege-Miniaturlautsprecher vor, der für die breitbandige Klangwiedergabe insbesondere in Ohrnähe geeignet ist. Der Lautsprecher nutzt einen 10 mm x 10 mm großen Woofer und einen 6 mm x 6 mm großen Tweeter, die beide in MEMS-Technologie gefertigt und gemeinsam auf einer Leiterplatte montiert werden. Die zwei MEMS-Schallwandler bestehen jeweils aus vier unabhängigen dreieckigen Biegeaktoren, die gleichzeitig die aktive Strahlerfläche – sprich Membran – bilden. Die vier Aktoren sind durch kleinstmögliche Spalte voneinander strukturell entkoppelt. Mit der gewählten Spaltbreite bilden sie eine akustisch geschlossene Membranfläche, sodass im relevanten Frequenzbereich keine Ausgleichsströmungen zwischen Vorder- und Rückseite durch die Spalte stattfinden. Ein auf der Leiterplatte angebrachtes flaches Gehäuse mit kleinem Volumen verhindert den klassischen akustischen Kurzschluss. Darüber hinaus wird der Zwei-Wege-Miniaturlautsprecher mit einer digitalen Signalverarbeitung für die aktive Frequenzweiche und zur Entzerrung des Frequenzgangs kombiniert. Das Gesamtsystem wurde unter Freifeldbedingungen in einem reflexionsarmen Raum einer umfassenden akustischen Charakterisierung unterzogen. Die erzielten akustischen Eigenschaften zeigen, dass die MEMS-Technologie eine attraktive Basis für den Lautsprecher der Zukunft darstellt. Systeme wie der hier vorgestellte MEMS-Lautsprecher können unter anderem in Mobilgeräten wie Smartphones und Tablets Anwendung finden