Alto-falantes ultraminiaturizados dispensam membrana e ímã

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/12/2021

O alto-falante-MEMS ao lado de um fone de ouvido.
[Imagem: Arioso Systems GmbH]

Alto-falante sem membrana

Engenheiros do Instituto de Microssistemas Fotônicos, na Alemanha, apresentaram aqueles que podem ser os menores alto-falantes fabricáveis industrialmente.

Os microfalantes são 10 vezes menores do que os transdutores atualmente usados em celulares e fones de ouvido graças a uma inovação surpreendente: Eles dispensam as membranas vibratórias tão características dos alto-falantes.

Isso é possível graças a um princípio inovador de transdutor de som, baseado em uma Unidade Eletrostática Nanoscópica, criada pela equipe.

A membrana foi substituída por um grande número de finas vigas curvas, cada uma medindo 20 micrômetros, fabricadas em uma pastilha de silício. Através das aberturas no topo e na base do chip, o ar escapa dos espaços entre as vigas e flui para as câmaras, onde atuadores eletrostáticos se movem.

A aplicação de uma tensão - o sinal elétrico equivalente ao áudio - faz com que esses atuadores se dobrem, sendo então suas vibrações ouvidas como som. Com isto, o alto-falante dispensa uma membrana e, por decorrência, dispensa o ímã usado para mover a membrana, ficando totalmente plano.

"As vigas curvas em forma de lamela se movem umas em direção às outras e empurram o ar para fora nas partes superior e inferior, causando flutuações de pressão no ouvido que são audíveis. Em princípio, o tímpano é movido diretamente, como seria com uma bomba de ar," explicou Jan Nimoth, membro da equipe.

Estrutura do microfalante, sem membrana e sem ímã.
[Imagem: Arioso Systems GmbH]

Alto-falante microeletromecânico

Essa configuração inovadora transforma o alto-falante em um MEMS, um sistema microeletromecânico, feito inteiramente de silício com as técnicas tradicionais da microeletrônica, o que permitiu sua miniaturização e facilitará sua inserção em circuitos maiores.

Os micro-alto-falantes medem cerca 10 mm², o que os torna ideais para qualquer aplicação onde a miniaturização é importante. A equipe já criou uma empresa para comercializar a tecnologia, a Arioso Systems GmbH.