原文來自微信公眾號：工程師看海

1880年居里兄弟發現，在石英晶體的特定方向上施加壓力或拉力會使晶體表面出現電荷，并且電荷的密度與施加外力的大小成比例，這就是以前介紹壓電材料的正壓電效應。

二戰時候被廣泛應用，聲吶，是一種利用聲波在水中的傳播和反射來進行導航和測距的技術或設備。

軍艦、潛艇、反潛飛機上安裝聲吶后，就可以確定敵方艦艇、魚雷和水雷的方位，聲吶分為主動神吶和被動聲吶兩種。

比如潛艇 中的被動聲吶是接收環境中的音源，有助于隱藏自身位置，但感應精度低，而主動聲吶是主動發聲來感應環境信息，雖然精度高，但是會暴露出自身的位置。

二戰期間，德軍損失的近900艘潛艇中，大多數是被聲吶發現的，聲吶在現代海戰中的地位可見一斑。

下圖是電影《灰獵犬號》的截圖，里面有很多聲吶相關的鏡頭，感興趣的同學可以看看。

下面是日常的消費電子中超聲的典型應用，距離傳感器是智能手機的標配，打電話時當手機聽筒被遮擋時屏幕就黑屏，手機沒有遮擋時屏幕就亮屏，手機中的距離傳感器通常有紅外和超聲兩種方案，紅外方案對結構和屏幕要求很高，要非常注意漏光的影響，實現起來成本很高。

而超聲的方案就稍微便宜一點，現在的全面屏手機，聽筒采用了隱藏式設計，作為一條縫隙隱藏于機身頂部，厚度不到1mm。

超聲波測距器集成在了Mic中，避免了手機正面開孔，增強了一體性同時也實現了正面面板的簡潔。超聲波工作時，頂部揚聲器發出超聲波，超聲波遇到障礙物被反射到手機的MIC，手機計算發出聲波到接收聲波的時間來計算距離，時間越長表示手機距離障礙物越遠，時間越短表示手機距離障礙物越近。

上圖右圖是抓測的打電話時的聲波信號，用的是兩臺手機，一臺打電話，另一臺來錄打電話手機聽筒附近的音源并做FFT分析，可以看到大約20KHz時明顯存在一條超聲譜線，如果設計時沒有做好，這個超聲的音源會在低頻出現，進而產生噪音。

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審核編輯黃宇