[发明专利]基于热声效应的石墨烯可拉伸发声器件及相关组件

权利要求书

1.一种基于热声效应的石墨烯可拉伸发声器件，其特征在于，包括衬底、石墨烯电介质层、接触金属和导线介质；

所述衬底为可拉伸结构，所述石墨烯电介质层为石墨烯与去离子水混合墨水打印渗透到所述衬底中形成的三维结构层，所述接触金属设置在所述衬底上且位于所述石墨烯电介质层的两侧，所述导线介质的一端设置于所述接触金属中，所述导线介质的另一端与音频播放器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的基于热声效应的石墨烯可拉伸发声器件，其特征在于，所述石墨烯可拉伸发声器件的电阻与拉伸应力满足拉伸发声负电组模型，所述拉伸发声负电组模型为：

阶段一，电阻增大，声压级下降：

阶段二，电阻减小，声压级增大：

阶段三，电阻增大，声压级下降：

其中，R_g为阶段一中器件电阻与应力的关系函数，R_g0为初始状态下石墨烯层的电阻值，κ₁为描述第一阶段织物材料变形的模量，ε为应力值，ρ_rms为声压级大小，γ为空气的热导率，e_g为空气热容量，e_s为衬底的热容量，q₀为功率流密度，v_g为空气中的声速，e_c为石墨烯层热容量，k_c为石墨烯热传导系数，β为质量相关常数，R为每阶段中相对应的器件电阻函数，l为器件的长度，ρ为石墨烯电阻率，C_s为石墨烯导热系数，d为石墨烯薄膜厚度，c_ρ为石墨烯比热容，R_B,x为阶段二或阶段三器件电阻与应力的关系函数，R_B,x0为阶段一结束时，器件电阻值，κ₂为描述第二阶段织物材料变形的模量，ε_x0为拉伸应力增加时电阻开始下降的应力值，ε_x1为拉伸应力增加时电阻开始重新上升的应力值，β_x为X方向上织物的材料和编织方式的相关量。

3.一种前置发声驱动电路，其特征在于，包括音频调制模块和运算放大模块；

所述音频调制模块的输入端与音频播放器的输出端连接，所述音频调制模块的输出端与所述运算放大模块的输入端连接，用于对所述音频播放器输出的音频信号的电压进行脉冲密度调制，得到脉冲密度调制信号；

所述运算放大模块的输出端与所述石墨烯可拉伸发声器件的输入端连接，用于对所述脉冲密度调制信号的电压进行放大，得到发声信号，以驱动所述石墨烯可拉伸发声器件发声。

4.根据权利要求3所述的前置发声驱动电路，其特征在于，还包括第一直流电源和第二直流电源，所述第一直流电源用于为所述音频调制模块供电，所述第二直流电源用于为所述运算放大模块供电。

5.根据权利要求3所述的前置发声驱动电路，其特征在于，所述音频调制模块的型号为SSM2377。

6.根据权利要求3所述的前置发声驱动电路，其特征在于，所述运算放大模块的型号为OPA2674。

7.根据权利要求3至6任一项所述的前置发声驱动电路，其特征在于，所述音频调制模块包括三级Σ-Δ输出调制模块、12dB增益模块和FET电压驱动模块；所述三级Σ-Δ输出调制模块的输入端作为所述音频调制模块的输入端，所述三级Σ-Δ输出调制模块的输出端与所述12dB增益模块的输入端连接，所述12dB增益模块的输出端与所述FET电压驱动模块的输入端连接，所述FET电压驱动模块的输出端作为所述音频调制模块的输出端。

8.根据权利要求3至6任一项所述的前置发声驱动电路，其特征在于，所述运算放大模块为两级运算放大器，所述两级运算放大器的输入端作为所述运算放大模块的输入端，所述两级运算放大器的输出端作为所述运算放大模块的输出端。