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Ein ferroelektrischer Lautsprecher ist eine Lautsprecherbauart die als wesentlichen Funktionstrager einen Schallwandler aus einem ferroelektrischen Material wie Blei Zirkonat Titanat PZT oder einer anderen piezoelektrischen Keramik nutzt Piezoelektrische MembranenMembran mit angeloteten LeitungenSie werden daher auch Keramiklautsprecher oder nicht ganz zutreffend auch Piezolautsprecher oder Piezofon genannt Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsweise 2 Arbeitsbereich 3 Anwendungsbereiche 4 LiteraturFunktionsweise Bearbeiten nbsp FunktionsprinzipDurch Anlegen einer tonfrequenten elektrischen Spannung zum Beispiel ein Audiosignal an Elektroden auf dem Ferroelektrikum beginnt dieses sich im Rhythmus der Frequenz zu verformen Diese Bewegung wird auf eine Membran ubertragen die dann direkt oder uber ein Horn Schallwellen abstrahlt Ferroelektrische Lautsprecher stellen fur den Verstarker weitgehend eine kapazitive Last dar was jenen aussergewohnlich belastet Die Belastbarkeit ferroelektrischer Lautsprecher wird nicht wie bei anderen Lautsprechern in Watt sondern in Volt angegeben Arbeitsbereich BearbeitenFrequenz Die aus Masse und Elastizitat des Ferroelektrikums resultierende Resonanzfrequenz und ihre Harmonischen fuhrt zu einem wenig linearen Frequenzgang und aufgrund von Nichtlinearitaten kommt es zu unerwunschten Oberwellen Die Steifigkeit bestimmt die untere Grenzfrequenz auf etwa 1 kHz Ferroelektrische Lautsprecher haben oft einen eingebauten 6 dB Hochpass man kann sie jedoch auch ohne Weiche betreiben wenn die zulassige Spannung nicht uberschritten wird tiefe Frequenzen unterhalb des Ubertragungsbereiches fuhren nur zu einer geringen thermischen und mechanischen Belastung Spannung Oberhalb einer maximal zulassigen Spannung kommt es zu Durchschlagen des Ferroelektrikums die zur Zerstorung fuhren Bei gangigen Produkten betragt die Belastbarkeit typischerweise etwa 25 Volt Effektivwert Polaritat Eine der Polaritaten der Ansteuerspannung fuhrt zu Zugkraften im Ferroelektrikum die dieses bei Uberschreitung einer Grenzkraft zerstoren Die entgegengesetzte Polaritat die Druckkrafte verursacht darf meistens um etwa den Faktor 10 hoher sein Das kann man durch Gegentaktansteuerung zweier Wandler ausnutzen Diese Ansteuerung ist aber aufwendig und daher in der Praxis kaum zu finden weil ferroelektrische Lautsprecher eher in gunstigen Systemen eingesetzt werden Temperatur Durch dielektrische Verluste kommt es zu Temperaturerhohungen Ab einer gewissen Grenze kommt es zu Strukturschaden im Bauelement Je nach Material verliert das Ferroelektrikum zwischen 80 C und 150 C vollstandig seine ferroelektrischen Eigenschaften Anwendungsbereiche BearbeitenTypische Ferroelektrische Lautsprecher haben Resonanzfrequenzen im Bereich von 1 5 kHz fur Ultraschallanwendungen auch bis 100 kHz Daher kann diese Lautsprecherart nur fur den Mittel Hochtonbereich 0 5 100 kHz verwendet werden Solche Wandler werden auch als Hochtoner gefertigt sind aber fur Hifi Anwendungen nur eingeschrankt verwendbar da sie ausgepragte Eigenresonanzen und daher einen weniger ebenen Frequenzgang aufweisen als andere Hochtonlautsprecher Eine haufige Anwendung sind Piezosirenen oder Piezofone Ersatz fur Summer als akustischer Signalgeber z B auf Computer Hauptplatinen Diese arbeiten in der Nahe ihrer Eigenresonanz und haben teilweise Ruckkopplungselektroden und einen damit angesteuerten eingebauten Treibertransistor Um eine hohere Spannung zu erzeugen wird oft eine Speicherdrossel eingesetzt Ultraschall Entfernungssensoren oder Einparkhilfen verwenden ebenfalls diese Wandlerbauform wobei der gleiche Schallwandler auch als Mikrofon benutzt wird Die geringe Baugrosse und der niedrige Preis fuhrt zu Anwendungen in preisgunstigen Telefonen und Mobiltelefonen Literatur BearbeitenWolfgang Josef Tenbusch Grundlagen der Lautsprecher 1 Auflage Michael E Brieden Verlag Oberhausen 1989 ISBN 3 9801851 0 9 Helmut Roder Heinz Ruckriegel Heinz Haberle Elektronik Band 3 Nachrichtenelektronik 5 Auflage Verlag Europa Lehrmittel Wuppertal 1980 ISBN 3 8085 3225 4 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Ferroelektrischer Lautsprecher amp oldid 237597977