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11 器件篇-蜂鸣器基础知识

时间:2024-09-24 19:05来源:小尹讲电子 作者:ictest8_edit 点击:

 

蜂鸣器是我们在电路中使用比较常见的发声电子元器件,相信很多小伙伴都有接触过,今天我们一起来了解一下这个电子元器件--蜂鸣器!

目录
o 初识蜂鸣器
o 关于声音的专业术语
o 蜂鸣器的分类
o 蜂鸣器的选型
o 蜂鸣器的电路设计

1 初识蜂鸣器
蜂鸣器在PCB单板上是一种比较常见的电子元器件,用于提醒用户。蜂鸣器一般采用直流供电,被广泛应用于各个领域,例如汽车、医疗、航天航空等。

 
2 关于声音的专业术语
§ 什么是声音?

声音就是空气的振动。所谓声压就是在传输声音过程中的空气压力。声压在传输过程中有疏有密,声音在单位时间(1s)内重复变化的次数称为频率。

 
§ 音量

音量就是声音的大小,单位一般为分贝(dB)。一般情况小,离声源的距离越远,音量越小。

 

频率

单位时间内声音变化的次数。一般情况下,人耳能听到的频率范围为20Hz~20KHz。随着年龄增长,对高频的声音的接收能力会逐渐衰减。

 
3 蜂鸣器分类

通过施加电压、电流等电信号使声源部分振动而产生声音(声音是由物体的振动产生的)。基于这一原理,蜂鸣器可以分为压电型、电磁型、电动型。

压电型

将压电陶瓷和金属板贴合在一起而形成的发声元件,通过向压电元件输入交流信号,使振动板振动而产生声音。详细见下

 
压电型的蜂鸣器主要有以下特点:
o 功耗小,体积较小,方便携带,属于电压型电子元器件;
o 电子元器件简单,易于实现薄型设计。

电磁型
 
电磁型蜂鸣器内置于共鸣器的振动板和电磁铁,主要的工作原理:通过电磁铁磁场的变化引发振动板振动。

 
电磁型的蜂鸣器主要有以下特点:
o 电磁型蜂鸣器的耗电量比较大,属于电流型电子元器件。
o 需的电子元件数量较多,不太容易薄型设计。o § 

电动型

电动型蜂鸣器的工作原理是利用线圈响应输入信号的产生磁场使锥体振动,由于锥体振动产生声音。

 
电动型的蜂鸣器主要有以下特点:
· 与前面两种蜂鸣器相比,提供声音的性能更好(可在宽频带内获得无失真声音)。
· 电动型蜂鸣器的体积一般体积大,质量一般也比较重。
 
4 蜂鸣器选型
主要讲述以下压电型和电磁型蜂鸣器的选型。

压电型蜂鸣器选型
o 尺寸大小:蜂鸣器尺寸大小会影响蜂鸣器的频率,体积越小蜂鸣器的频率越高。
o 电压大小:相比于电磁型蜂鸣器,压电性采用方波信号驱动,但是他的电压一般较高,建议为9V以上。
 说明:压电型蜂鸣器的音调比较单一,一般用于警报器。

电磁型蜂鸣器选型
电磁型蜂鸣器可以分为两类:无源蜂鸣器、有源蜂鸣器
无源蜂鸣器的原理式将方波信号转换为声音信号。

 

无源蜂鸣器比较有意思的就是可以调节PWM的频率(频率的范围一般为1.5kHz~5kHz),来输出不同的声音。声音的频率对声调有主导作用,声音的占空比对音量有主导作用。不同频率对于的音调见下:
音调 1(Do) 2(Re) 3(Mi) 4(Fa) 5(So) 6(La) 7(Si)
频率(Hz) 262 294 330 349 392 440 494

有源蜂鸣器式将直流电源转换为声音信号。

 
5 蜂鸣器电路设计
单片机的驱动能力较弱,需要使用三极管增加驱动能力,电路分析见下:
o 当BEEP信号为高电平时。三极管SS8050的导通,蜂鸣器鸣叫。
o 当BEEP信号为低电平时。三极管SS8050的截止,蜂鸣器不鸣叫。

 
说明:蜂鸣器属于感性元器件,关闭时,蜂鸣器里面的电流不能突然降为0A,在突然关闭时会产生反相的电压,这时电流就需要有一个泄放路径,二极管就充当这个泄放路径。
 
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