Frage zu Piezo-HT (rez. piezoelektr. Effekt)

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Xychor
Stammgast
#1 erstellt: 22. Jan 2010, 14:04
Hallo allerseits,

in meiner "Einführung in die Werkstoffe der Elektrotechnik"-Vorlesung haben wir gerade den piezo- und reziproken piezoelektrischen Effekt besprochen.

Nun frage ich mich allerdings warum Piezolautsprecher einen so schlechten Ruf haben, denn eigentlich kommen Piezos (von meinem derzeitigen Wissenspunkt aus) als ziemlich ideal vor.

Durch anlegen eines externen E-Feldes wird das symmetrielose Kristallgitter in Richtung einer Achse mechanisch verformt und das auch noch auf wenige nm genau und schnell.

Ich versteh nicht warum dieses auf atomarer Basis arbeitende Konzept schlechter sein soll als normale Schwingspulen.

Ich meine im Grunde genommen lassen sich doch Amplitude und Frequenz ziemlich genau steuern oder nicht?

Es wäre nett, wenn jemand von euch meine Wissenslücken ein wenig ausfüllen könnte!

Gruß
Jan
Roderik81
Inventar
#2 erstellt: 22. Jan 2010, 15:43

Xychor schrieb:

Ich meine im Grunde genommen lassen sich doch Amplitude und Frequenz ziemlich genau steuern oder nicht?


Ich weiß nicht wie das in der Theorie ist, aber die praktische Implementierung sieht meist so aus, das ein winziges piezoelement ein Metallplättchen oder Pappkonus zur Schwingung anregt, das dann vor sich hinscheppert und das alles wird dann noch durch ein Horn verstärkt.
Scheinbar haben hier die Ingenieure einige Probleme nur mit zuhilfenahme schmutziger triks beheben könne, was einen ensprechen schmutzigen klang zur Folge hat.

Die Krücken sind hier:
- Große Hübe scheint das Piezo nicht auslösen zu können.
- So ideal das Piezo an sich auch sein mag, das Resonatorplättchen ist es nicht -> Klirr.
- Trotz des Resonators schein ein Horn unabdingbar um sinnvolle Pegel zu erreichen.

Vielcht währen Piezoelemente möglich, die ensprechend dimensioniert sind dass sie diese krücken nichtmehr brauchen - dann sind diese warscheinlich entweder zu teuer oder haben einen zu schlechten Wirkungsgrad um mit herkömmlichen Dynamischen LS konkurriern zu können. Wer weiß?
Dirkmöhre
Hat sich gelöscht
#3 erstellt: 22. Jan 2010, 17:32
Tach,
vor kurzem lief ähnliches, allerdings von der Seite der
Kopfkörer aus.
Allerdings sind wir nicht bis zum "Kristallgitter" etc vorgestoßen. Eines vorweg, Piezos, richtig eingesetzt sind oder können jedenfalls BESSER sein, als ihr RUF.
Ich denke, die crux liegt an dem bergenzten "Auslenkungs-potential" der Kristalle selber. Oder eben es scheint wohl mehr als schwierig, eben solche "Kristalle" in entsprechenden Dimensionen zu "züchten". Leider ist, wie so oft, die Theorie und die Praxis nicht dasselbe.
Jedenfalls ist bisher noch jedes Piezo-System auf einen "Wandler", also eine Membran angewiesen. Und dann kommen halt, sebst bei echt dünnen Folien, so Sache wie "Masseträgheit etc" mit dazu. Folge ist, wie mein Vorredner bereits sagte dann "Klirr" und eigendlich auch alles Andere, mit denen VC-Membranen zu tun haben.
Von den "Horn-Eigenschaften" mal ganz abgesehen.
Dann sagst du, Amplitüde und Frequenz lassen sich ja "von außen" steuern.
Vergiß bitte nicht das Piezos eine rein kapazitive Charakteristik haben. Schon aleine daher wird es schwierig, Piezo-systeme "fullrange" zu probieren.
Oder, man bräuchte entsprechend große Piezoelemente. Und das hat imho noch keiner gescheit im TT-Bereich hingekriegt.
Frage: Wieso kommst du auf dies Thema? Haste in dem Bereich was vor, oder ist es einfach "nur Neugier"?
Ins ganze Forum
klangvolle Grüße
Dirk
Xychor
Stammgast
#4 erstellt: 22. Jan 2010, 18:42
Hallo,

nein vor habe ich nichts, ich studiere nur im 1. Semester Elektrotechnik und lerne gerade langsam die Theorie hinter der Sache kennen, deshalb hat es mich interessiert. Gerade auch weil wir natürlich noch andere Anwendungsbeispiele kennengelernt haben, die Piezos (im Vergleich zu dem, was wir bisher kennengelernt haben!) irgendwie als die "Überkristalle" darstehen lassen (z.B. winzige Piezomechaniken, die im µm Bereich operieren).

Und wenn man nur Kentnisse über den reziproken piezoelektrischen Effekt hat, scheinen die Piezos eben (von der Theorie her) ganz gut zu sein, deswegen hab ich mich halt gefragt, warum sie in der Realität so schlecht sind

Danke für Eure Antworten übrigens

Gruß
Jan
Dirkmöhre
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 22. Jan 2010, 20:06
Nun denn, als Student wirst du über die eigendlichen Mechanismen eh mehr wissen als ich.
Leider ist Theorie das eine Praxis das Andere. Jedenfalls bei LS.
Eis gibt sogar Elektrostaten, gar AMTs(Air-motion-transformer) welche sich an dem Prinzip versucht haben. Es ist halt bisher noch keinem gelungen diese "Zauberkristalle" so zu züchten das sie zB in "Schleifen" dann auch gescheit auf die Folie wandern.
Doch leider weiß ich sonst nicht mehr arg viel was dir helfen könnte!
Trotzdem viel Glück und auch Spass(nie vergessen) bei deinem Studium
Wie immer mit nem bissken TAMMTAMM
Dirk
ehemals_Mwf
Inventar
#6 erstellt: 23. Jan 2010, 01:28
Hi,

Xychor schrieb:
... scheinen die Piezos eben (von der Theorie her) ganz gut zu sein, deswegen hab ich mich halt gefragt, warum sie in der Realität so schlecht sind :)...

Die sind nicht "schlecht" , sondern für unseren Anwendungsbereich ungeeignet!

Durch ihre minimalen Auslenkungen /Abmessungen sind sie für direkte Anregung von Luft-Schall (= niedrige Kennimpedanz) im Audio-Frequenzbereich schlecht angepasst.
Sie brauchen hier zum Ausgleich Membranen und/oder Transformatoren (Hörner).
Damit ist die Einfachheit dahin und diverse Resonanzen halten Einzug.

Das kapazitive Verhalten beschränkt die Anwendung auf Hochtöne, und erspart prinzipell die (passive) Frequenzweiche,
erschwert aber gleichzeitig das (passive) Equalizing.

Ihre Haupt-Anwendung liegt daher bei Ultraschallwandlern und mechanischen Aktuatoren im Mikro- und Nano-Bereich (neuerdings Diesel-Einspritzsysteme).


Gruss,
Michael
Dirkmöhre
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 23. Jan 2010, 09:54
Dazu was zum "schmunzeln":
In England gab es mal nen "Pferdewettennarr" welcher auf diese Art und Weise seine Wettchancen erhöht hat. Teilweise sogar erfolgreich, solang bis er erwischt wurde.
Er hat einfach ein Fernglaß "Umgestylt": Anstatt dem "optischen Kram" kamen halt sehr "laute" Piezo-Treiber hinein. Die genaue genutzte Frequenz weiß ich nun nicht. Sie muß jedenfalls sehr weit im Ultraschall-Bereich gelegen sein!Damit auch eine richtige "Schallkeule" bei rumkommt.
Jedenfalls brauchte er so nur auf einen Gaul zu "gucken". Wenn denn grad nen Pferd vorne war auf dem er nicht gewettet hat....kleiner Druck aufs Knöpfchen, und die armen Tiere sind regelrecht "ausgerasstet".
Deswegen ist er dann auch aufgeflogen.
: Ich weiß es ist OT. Doch ein bischen SPASS ist Erlaubt
grüße im hörbaren Bereich
Dirk
georgy
Inventar
#8 erstellt: 23. Jan 2010, 13:15
In der Automobilbranche läufts mit Piezotechnologie auch nicht so doll.
detegg
Inventar
#9 erstellt: 23. Jan 2010, 16:22
Moin,

interessante Abhandlung über Piezo´s und HiFi-Anwendungen einschl. Weichenbeschaltung etc --> CTS/Motorola http://www.ctscorp.c...Application_Note.pdf

:-) Detlef


[Beitrag von georgy am 23. Jan 2010, 16:47 bearbeitet]
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