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蜂鸣器的发声工作原理有哪些

绮萍分享

  蜂鸣器在生活中经常可以监督权奥,那么你知道蜂鸣器的发声原理吗?下面是学习啦小编给大家带来的蜂鸣器的发声原理的相关知识,欢迎阅读!

  蜂鸣器的发声原理

  (1)有源蜂鸣器,也称压电式压蜂鸣器,主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

  其中最重要的就是它的压电蜂鸣片,通常这是一种压电陶瓷,能进行电能与机械能的转换。

  发声过程为:外部提供恒定直流电压,提供能量给多谐振荡器,多揩振荡器起振,并提供变化的电压和频率给压电陶瓷,压电陶瓷将电能转化为机械能,也就发出了声音。

  (2)无源蜂鸣器,也称电磁式蜂鸣器,主要由永磁体,线圈,振荡片构成。

  发声过程为:外部按一定频率提供驱动一个振荡信号(一定占空比的方波,该信号作用于线圈,产生的磁声与永磁体共同作用,使一片金属片(振荡片)发生振动,从而发出声音。

  蜂鸣器的结构原理

  1.电压式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。

  多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

  压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极,经极化和老化处理后,再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

  2.电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

  接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。

  蜂鸣器的驱动电路

  由于蜂鸣器的工作电流一般比较大,以致于单片机的I/O 口是无法直接驱动的*(但AVR可以驱动小功率蜂鸣器),所以要利用放大电路来驱动,一般使用三极管来放大电流就可以了。

  蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分:一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。

  1.蜂鸣器

  发声元件,在其两端施加直流电压(有源蜂鸣器)或者方波(无源蜂鸣器)就可以发声,其主要参数是外形尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、驱动方式(直流/方波)等。这些都可以根据需要来选择。

  2.续流二极管

  蜂鸣器本质上是一个感性元件,其电流不能瞬变,因此必须有一个续流二极管提供续流。否则,在蜂鸣器两端会产生几十伏的尖峰电压,可能损坏驱动三极管,并干扰整个电路系统的其它部分。

  3.滤波电容

  滤波电容C1的作用是滤波,滤除蜂鸣器电流对其它部分的影响,也可改善电源的交流阻抗,如果可能,最好是再并联一个220uF的电解电容。

  4.三极管

  三极管Q1起开关作用,其基极的高电平使三极管饱和导通,使蜂鸣器发声;而基极低电平则使三极管关闭,蜂鸣器停止发声。

  蜂鸣器的选购方法

  蜂鸣器的种类规格繁多,需先知道几个参数 ( 电压,电流,驱动方式,尺寸,连接/固定方式),当然更重要的是,想要获的声音 (音压大小,频率高低).

  工作电压: 电磁式蜂鸣器, 从1.5到24V, 压电式的从3V到220V都是可行的,但一般压电的还是建议有9V以上的电压,以获得较大的声音.

  消耗电流: 电磁式的依电压的不同,从几十到上百毫安培都有,压电式的就省电的多,几毫安培就可以正常的动作, 且在蜂鸣器启动时,瞬间需消耗约三倍的电流,

  驱动方式: 二种蜂鸣器都有自激式的,只要接上直流电(DC)即可发声,因为已内建了驱动线路在蜂鸣器中了,因为动作原理的不同,电磁式蜂鸣器要用1/2方波来驱动,压电的用方波,才能有较好的声音输出.

  尺寸:蜂鸣器的尺寸会影响到音量的大小,频率的高低,电磁式的最小从7mm到最大的25mm,压电式的从12mm到50mm或更大都有.

  连接方式: 一般常见的有插针(DIP), 焊线(Wire), 贴片(SMD), 压电式大颗的还有锁螺丝的方式.

  音压: 蜂鸣器常以10cm的距离做为测试的标准,距离增加一倍,大概会衰减6dB, 反之距离缩短一倍则会增加6dB,电磁式蜂鸣器大约能达到85dB / 10cm的水准,压电式的就可以做的很大声,常见的警报器,大都是以压电蜂鸣器制成。


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