检索结果-南通市图书馆

仪器仪表学报 2022年第3期43卷 171-177页

作者：赵程周佳成张顺毅王德波南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

本文研究了一种基于激光划刻的石墨烯发声器。为了研究不同结构石墨烯发声器对输出性能的影响,本文设计了实心、粗网、中网、细网四种结构的石墨烯发声器。首先,建立了实心结构和网状结构的热声转换模型;然后,给出了激光划刻石墨烯的制... 详细信息

本文研究了一种基于激光划刻的石墨烯发声器。为了研究不同结构石墨烯发声器对输出性能的影响,本文设计了实心、粗网、中网、细网四种结构的石墨烯发声器。首先,建立了实心结构和网状结构的热声转换模型;然后,给出了激光划刻石墨烯的制备流程和扫描电镜表征;最后,实验测试了四种结构的石墨烯发声器的输出性能。实验结果表明,实心结构的输出性能最佳,在输入功率为0.78 W、麦克风距离为5 cm、激励频率为20 kHz的条件下,声压级达到40.68 dB。研究发现在0~0.78 W的范围内,输入功率每增加0.1 W,理论声压级平均提高2.58 dB,实验声压级平均提高2.48 dB,与理论模型基本符合。基于激光划刻的石墨烯发声器具有成本低、制备简单、声学性能好等优势,在生物、医疗、可穿戴电子设备等领域具有广泛的应用前景。

关键词：石墨烯发声器激光划刻技术热声转换模型声压级扫描电镜

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

石墨烯发声器声压解析模型的研究

石墨烯发声器声压解析模型的研究

引用

作者：辛济昊南京邮电大学

学位级别：硕士

石墨烯发声器是近几年来出现的用以代替传统电声扬声器的新型器件。石墨烯发声器无需振动部件,相比较于依靠金属振动部件的传统扬声器,避免了体积大、重量高、频带宽度受尺寸制约等缺陷。石墨烯发声器已开始应用于耳机、人造喉咙等领域... 详细信息

石墨烯发声器是近几年来出现的用以代替传统电声扬声器的新型器件。石墨烯发声器无需振动部件,相比较于依靠金属振动部件的传统扬声器,避免了体积大、重量高、频带宽度受尺寸制约等缺陷。石墨烯发声器已开始应用于耳机、人造喉咙等领域,但是缺乏石墨烯发声器热声效应的理论模型研究,尤其是针对在不同激励条件下石墨烯发声器的热声效率分析。因此本文针对以上问题进行了石墨烯发声器声压解析模型的研究。本文主要的研究内容如下:（1）第一部分介绍了石墨烯发声器的研究背景,并针对当下制备石墨烯薄膜的两种主要方法:CVD及激光划片,进行分类并介绍了国内外研究现状。从中总结出了石墨烯发声器相比于传统电声器件的优势,对比了两种制备方法之间的优缺点,并发现了目前缺乏适用于不同激励条件下的石墨烯发声器的声压理论模型。（2）第二部分为石墨烯发声器的热声理论,首先,研究了石墨烯发声器的温度梯度理论模型,并重新优化求解了温度梯度方程。然后针对交直流激励以及纯交流激励条件分别推导了石墨烯发声器的声压解析模型。最后,使用数学仿真工具以及有限元仿真分析了影响石墨烯发声器热声效率的因素。研究表明,施加的交直流/纯交流激励功率与石墨烯发声器的声压级（SPL）呈正比;声压级与频率之间呈3/2次方关系,在0-25k Hz范围内不随时间变化;声压级在固定参数的石墨烯发声器远场范围内与测量距离之间呈反比关系。（3）第三部分使用激光划片还原聚酰亚胺薄膜的方式制备了石墨烯薄膜并制作了发声器,分析了激光划片石墨烯薄膜的材料性质。进行了交直流激励与纯交流激励下的温度梯度测试,并与第二章的温度梯度理论模型进行了对比。分别验证了交直流激励下直流电压分量与温度梯度的线性关系、纯交流激励下交流电压与温度梯度的平方关系。在5V交直流激励、10V纯交流激励下测试了石墨烯发声器的声压数值并与声压解析模型进行了拟合与对比。针对当施加的交直流激励的幅值总和一致时交直流电压乘积越高的石墨烯发声器声压越高的推论以及纯交流激励下交流电压数值越高石墨烯发声器声压越高的结论加以实验验证。

关键词：石墨烯发声器热声效应交直流声压测试

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

石墨烯发声器及其理论模型的研究

石墨烯发声器及其理论模型的研究

引用

作者：何星月南京邮电大学

学位级别：硕士

石墨烯发声器作为一种新型的扬声器,因其无谐振、频带宽、体积小、重量轻等优点,正在逐步取代传统的动圈式扬声器。如今石墨烯发声器已开始应用于耳机、智能人工喉等领域,但是关于石墨烯发声的理论却鲜有研究,尤其是针对存在于石墨烯发... 详细信息

石墨烯发声器作为一种新型的扬声器,因其无谐振、频带宽、体积小、重量轻等优点,正在逐步取代传统的动圈式扬声器。如今石墨烯发声器已开始应用于耳机、智能人工喉等领域,但是关于石墨烯发声的理论却鲜有研究,尤其是针对存在于石墨烯发声中的频率失真现象和能量转换过程。因此,本文针对以上问题进行了石墨烯发声器理论模型的研究。本文的主要研究内容包括以下几个部分:(1)介绍了石墨烯发声器的研究背景,对当下制备石墨烯薄膜的三种主流方法(CVD法、LIG法和LSG法)进行了综述,对比了三者的国内外研究现状、基本操作流程和优缺点。并提出目前缺乏求解简单、能直观反映声压与影响因素之间关系的石墨烯发声器理论模型。(2)提出了石墨烯发声器的理论模型。首先,建立了频率失真模型,研究了抑制倍频效应的方法,发现当直流偏置大于交流激励时倍频效应可忽略。其次,建立了基于热致能量密度涨落的热声模型,将热声效应分为电-热和热-声两个转换过程,并分别建立了理论模型。其中,根据电-热转换模型得出热能公式,结果显示传播到空气中的热能Q与有效功率P呈线性增长关系、与f呈线性增长关系;根据热-声理论模型得出声压公式,结果显示声压p与P呈线性增长关系、与f呈线性增长关系、与测量距离r呈反比关系。最后,仿真得出声压级(SPL)与影响因素之间的理论关系,发现SPL在低频段随频率的增大迅速增加,在高频段随频率的增大缓慢增加;SPL随测量距离的增加而减小、随输入功率的增大而增加、随衬底蓄热系数的增大而减小、随石墨烯厚度的增加而减小。(3)通过激光划刻聚酰亚胺薄膜(LSG法)制备了石墨烯薄膜,通过丝网印刷银电极制作了石墨烯发声器。通过电子扫描显微镜与拉曼光谱对石墨烯薄膜的微观结构和性能进行了表征。结果显示,LSG法制备的石墨烯薄膜具有多孔结构,更有利于热量的传递。(4)进行了石墨烯发声器的温度测试与声压测试。首先,通过实验验证了倍频模型的正确性,发现直流大于交流时的倍频声压分量均小于10 d B,可以忽略不计。其次通过福禄克热成像仪器对电-热转换过程进行了温度分析,发现当输入功率为20-500 m W时,石墨烯薄膜表面温度为31.5-55.4℃,并显示石墨烯表面温度与P呈线性增长关系;通过麦克风与B&K系统对热-声转换过程进行了声压分析,验证了声压级与影响因素之间的关系。其中,当石墨烯薄膜面积为3 cm×3 cm,测量距离为3 cm时,实验测得最大声压级约为55 d B。温度测试与声压测试均与理论结果具有一致性,这验证了基于热致能量密度涨落理论模型的正确性。

关键词：石墨烯发声器热声效应倍频效应电-热-声转换温度测试声压测试

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：