Elektronik · Akustik

Piezo-Lautsprecher: kompakter Schall aus Keramik

Piezo-Lautsprecher wandeln elektrische Spannung in mechanische Bewegung und erzeugen so Schall. Ihr flacher, leichter Aufbau macht sie besonders interessant für kompakte Geräte.

Elektronische Bauteile auf einer Leiterplatte
Fachbegriff im ÜberblickAufbau, Funktionsprinzip, Eigenschaften und typische Einsatzbereiche.

Grundlagen

Wie funktioniert ein Piezo-Lautsprecher?

Piezo-Lautsprecher nutzen den Piezoeffekt. Wird an ein piezoelektrisches Material eine elektrische Spannung angelegt, verformt es sich geringfügig. Wird die Spannung als wechselndes Signal angelegt, entsteht eine periodische Bewegung.

Bei einem Lautsprecher wird diese Bewegung auf eine Membran übertragen. Die Membran versetzt die umgebende Luft in Schwingung; dadurch entsteht ein hörbarer Ton.

Nahaufnahme technischer Keramik- und Elektronikkomponenten
Piezoelektrische Bauteile sind dünn, leicht und für kompakte Schallwandler geeignet.

Aufbau mit Piezokeramik

Typische Piezo-Lautsprecher verwenden dünne Piezokeramiken, die beidseitig mit Elektroden kontaktiert sind. Die geringe Auslenkung des Materials wird durch die Bauform des Biegewandlers verstärkt und auf die Membran übertragen.

Im Vergleich zu vielen dynamischen Lautsprechern benötigen solche Schallwandler kein großes Resonanzvolumen. Deshalb lassen sie sich mit sehr geringer Bauhöhe in Mobilgeräten wie Notebooks, Tablet-PCs, Smartphones und Handys einsetzen.

Flaches elektronisches Gerät als Beispiel für kompakte Audiotechnik
Kompakte Geräte profitieren vom geringen Gewicht und Platzbedarf piezoelektrischer Schallwandler.

Eigenschaften und Frequenzbereich

Piezo-Lautsprecher können sehr dünn und leicht ausgeführt werden. Typische kleine Bauformen haben einen Durchmesser von ungefähr 20 Millimetern. Ihre Wiedergabe ist besonders im oberen Frequenzbereich wirkungsvoll.

Je nach Konstruktion liegt der nutzbare Frequenzbereich etwa zwischen 300 Hz und 20 kHz. Die tatsächliche Klangqualität hängt unter anderem von Membran, Gehäuse, Ansteuerung und dem erreichbaren Schalldruck ab.

Begriffe zum Weiterlesen

Piezo-Lautsprecher lassen sich über Material, Schallwandlung und technische Kenngrößen einordnen.

Häufige Fragen

Was ist ein Piezo-Lautsprecher?

Ein Piezo-Lautsprecher ist ein Schallwandler, der die Verformung eines piezoelektrischen Materials nutzt, um eine Membran und damit die Luft in Schwingung zu versetzen.

Warum sind Piezo-Lautsprecher besonders flach?

Die eigentliche Wandlerschicht kann sehr dünn ausgeführt werden. Außerdem ist kein großes magnetisches Antriebssystem und kein großes Resonanzvolumen erforderlich.

Wo werden Piezo-Lautsprecher eingesetzt?

Sie eignen sich unter anderem für kompakte elektronische Geräte, Signaltöne, Hinweise und Anwendungen, bei denen geringe Bauhöhe und niedriges Gewicht wichtig sind.

Welche Materialien kommen zum Einsatz?

Häufig werden piezoelektrische Keramiken verwendet. Elektroden auf beiden Seiten ermöglichen die elektrische Ansteuerung des Wandlers.

Klingen Piezo-Lautsprecher genauso wie dynamische Lautsprecher?

Die Klangcharakteristik hängt von Konstruktion und Ansteuerung ab. Piezo-Lautsprecher sind oft besonders für höhere Frequenzen geeignet; die Gesamtwiedergabe wird durch Membran und Gehäuse beeinflusst.