蜂鳴器的發(fā)聲工作原理有哪些
蜂鳴器的發(fā)聲工作原理有哪些
蜂鳴器在生活中經(jīng)常可以監(jiān)督權(quán)奧，那么你知道蜂鳴器的發(fā)聲原理嗎？下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼姆澍Q器的發(fā)聲原理的相關(guān)知識(shí)，歡迎閱讀!
蜂鳴器的發(fā)聲原理
(1)有源蜂鳴器，也稱壓電式壓蜂鳴器，主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。
其中最重要的就是它的壓電蜂鳴片，通常這是一種壓電陶瓷，能進(jìn)行電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。
發(fā)聲過程為：外部提供恒定直流電壓，提供能量給多諧振蕩器，多揩振蕩器起振，并提供變化的電壓和頻率給壓電陶瓷，壓電陶瓷將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，也就發(fā)出了聲音。
(2)無源蜂鳴器，也稱電磁式蜂鳴器，主要由永磁體，線圈，振蕩片構(gòu)成。
發(fā)聲過程為：外部按一定頻率提供驅(qū)動(dòng)一個(gè)振蕩信號(hào)(一定占空比的方波，該信號(hào)作用于線圈，產(chǎn)生的磁聲與永磁體共同作用，使一片金屬片(振蕩片)發(fā)生振動(dòng)，從而發(fā)出聲音。
蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理
1.電壓式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。
多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。
壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。
2.電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。
接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。
蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路
由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O 口是無法直接驅(qū)動(dòng)的*(但AVR可以驅(qū)動(dòng)小功率蜂鳴器)，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來放大電流就可以了。
蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。
1.蜂鳴器
發(fā)聲元件，在其兩端施加直流電壓(有源蜂鳴器)或者方波(無源蜂鳴器)就可以發(fā)聲，其主要參數(shù)是外形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓、工作頻率、工作電流、驅(qū)動(dòng)方式(直流/方波)等。這些都可以根據(jù)需要來選擇。
2.續(xù)流二極管
蜂鳴器本質(zhì)上是一個(gè)感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個(gè)續(xù)流二極管提供續(xù)流。否則，在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管，并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其它部分。
3.濾波電容
濾波電容C1的作用是濾波，濾除蜂鳴器電流對(duì)其它部分的影響，也可改善電源的交流阻抗，如果可能，最好是再并聯(lián)一個(gè)220uF的電解電容。
4.三極管
三極管Q1起開關(guān)作用，其基極的高電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲;而基極低電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。
蜂鳴器的選購方法
蜂鳴器的種類規(guī)格繁多,需先知道幾個(gè)參數(shù) ( 電壓,電流,驅(qū)動(dòng)方式,尺寸,連接/固定方式),當(dāng)然更重要的是,想要獲的聲音 (音壓大小,頻率高低).
工作電壓: 電磁式蜂鳴器, 從1.5到24V, 壓電式的從3V到220V都是可行的,但一般壓電的還是建議有9V以上的電壓,以獲得較大的聲音.
消耗電流: 電磁式的依電壓的不同,從幾十到上百毫安培都有,壓電式的就省電的多,幾毫安培就可以正常的動(dòng)作, 且在蜂鳴器啟動(dòng)時(shí),瞬間需消耗約三倍的電流,
驅(qū)動(dòng)方式: 二種蜂鳴器都有自激式的,只要接上直流電(DC)即可發(fā)聲,因?yàn)橐褍?nèi)建了驅(qū)動(dòng)線路在蜂鳴器中了,因?yàn)閯?dòng)作原理的不同,電磁式蜂鳴器要用1/2方波來驅(qū)動(dòng),壓電的用方波,才能有較好的聲音輸出.
尺寸:蜂鳴器的尺寸會(huì)影響到音量的大小,頻率的高低,電磁式的最小從7mm到最大的25mm,壓電式的從12mm到50mm或更大都有.
連接方式: 一般常見的有插針(DIP), 焊線(Wire), 貼片(SMD), 壓電式大顆的還有鎖螺絲的方式.
音壓: 蜂鳴器常以10cm的距離做為測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn),距離增加一倍,大概會(huì)衰減6dB, 反之距離縮短一倍則會(huì)增加6dB,電磁式蜂鳴器大約能達(dá)到85dB / 10cm的水準(zhǔn),壓電式的就可以做的很大聲,常見的警報(bào)器,大都是以壓電蜂鳴器制成。
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