(合翔蜂鳴器)無源蜂鳴器,蜂鳴器專題講解
蜂鳴器我們已經(jīng)介紹了很多,但都是一個(gè)個(gè)方面的簡介,今天我們整理了以前的知識和一些新知識。今天就做個(gè)蜂鳴器的專題講解。
1、蜂鳴器的介紹
(1) 蜂鳴器的作用:蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。
(2) 蜂鳴器的分類:按結(jié)構(gòu)和工作原理分,蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器、電磁式蜂鳴器兩種類型;按其驅(qū)動方式的原理分,可分為有源蜂鳴器(內(nèi)含驅(qū)動線路)和無源蜂鳴器(外部驅(qū)動);按封裝的不同,可分為:DIP BUZZER(插針蜂鳴器)和SMD BUZZER(貼片式蜂鳴器);按輸入電流的不同,可分為:直流蜂鳴器和交流蜂鳴器,其中,以直流最為常見。
(3) 蜂鳴器的電路圖形符號:蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”(舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。
2、蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理
(1) 壓電式蜂鳴器: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,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(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、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發(fā)聲。
3、有源蜂鳴器與無緣蜂鳴器的區(qū)別
有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的根本區(qū)別是產(chǎn)品對輸入信號的要求不一樣,有源蜂鳴器工作的理想輸入信號是直流信號,通常標(biāo)識為VCC、VDD等。因?yàn)榉澍Q器內(nèi)部有一簡單的振蕩電路,能將恒定的直流信號轉(zhuǎn)化成一定頻率的脈沖信號,從而實(shí)現(xiàn)磁場交變,帶動鉬片振動發(fā)音。但是某些有源蜂鳴器在特定的交流信號下也可以工作,只是對交流信號的電壓和頻率要求很高,此種工作方式一般不采用。無源蜂鳴器沒有內(nèi)部驅(qū)動電路,有些公司和工廠稱為訊響器,國標(biāo)中稱為聲響器。無源蜂鳴器工作的理想輸入信號是方波信號,如果給予直流信號,蜂鳴器是不響應(yīng)的,因?yàn)榇怕泛愣ǎf片不能振動發(fā)音。
4、無源電磁式蜂鳴器和無源壓電式蜂鳴器的工作原理
電磁無源蜂鳴屬于感性負(fù)載器件,理想輸入信號是正向方波,通常記作:VO-P。壓無源蜂鳴屬于容性負(fù)載器件,理想輸入是雙向方波通常記作:VP-P。
無源電磁蜂鳴器工作原理:交流信號通過繞在支架上的線包在支架的芯柱上產(chǎn)生一交變的磁通,交變的磁通和磁環(huán)恒定磁通進(jìn)行疊加,使鉬片以給定的交流信號頻率振動并配合共振腔發(fā)聲。產(chǎn)品的整個(gè)頻率和聲壓的響應(yīng)曲線與間隙值、鉬片的固有振動頻率(可粗略折射為小鉬片的厚度)、外殼(亥姆霍茲共振聲腔)頻率、磁環(huán)的磁強(qiáng)漆包線的線徑有直接關(guān)系。
無源壓電蜂鳴器是將高壓極化后的壓電陶瓷片粘貼于振動金屬片上。當(dāng)添加交流電壓后,會因?yàn)閴弘娦?yīng)而使機(jī)械出現(xiàn)伸展及收縮變形,利用此特性使金屬片振動而發(fā)出聲響。(1) 周邊支持方式:將蜂鳴片外徑邊緣固定于共振腔內(nèi),一般采用回授式蜂鳴片,蜂鳴片必須與共振腔諧振頻率匹配,這樣才會有較高的音壓輸出,并由外部振蕩電路生成驅(qū)動信號,使蜂鳴器發(fā)出聲音。(2) 節(jié)點(diǎn)支持方式:將蜂鳴片固定于約與陶瓷片直徑同尺寸的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)。若共振腔設(shè)計(jì)得宜,且搭配頻率正確的回授式蜂鳴片與正回授電路,將可生成較大音壓及正確的頻率。
5、如何區(qū)分有源蜂鳴器和無源蜂鳴器
(1) 將兩種蜂鳴器的引腳朝上放置時(shí),可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器,沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。
(2) 用萬用表電阻檔Rxl檔測試:用黑表筆接蜂鳴器 "+"引腳,紅表筆在另一引腳上來回碰觸,如果觸發(fā)出咔、咔聲的且電阻只有8Ω(或16Ω)的是無源蜂鳴器;如果能發(fā)出持續(xù)聲音的,且電阻在幾百歐以上的,是有源蜂鳴器。
(3) 有源蜂鳴器直接接上額定電源(新的蜂鳴器在標(biāo)簽上都有注明)就可連續(xù)發(fā)聲;而無源蜂鳴器則和電磁揚(yáng)聲器一樣,需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。
6、蜂鳴器與動圈喇叭的區(qū)別
(1) 蜂鳴器利用壓電陶瓷片的壓電效應(yīng)或電磁效應(yīng)發(fā)聲,直流電阻無限大,交流阻抗也很大;對于動圈喇叭,普通的是永磁場中的線圈帶動紙盆振動發(fā)聲,直流電阻幾乎是0,交流阻抗一般幾歐到十幾歐。
(2) 蜂鳴器需要較大的電壓來驅(qū)動,但電流很小,幾mA就可以了。功率也很小。動圈喇叭需要較大的電流來驅(qū)動,但電壓并不很高。功率可以很大。
(3) 蜂鳴器頻率特性很差,談不上音質(zhì),能響而已。動圈喇叭可以講究音質(zhì)了。
7、選擇蜂鳴器時(shí)需要關(guān)注的幾個(gè)指標(biāo)
(1) 是有源的還是無源的,這決定了你是否需要再設(shè)計(jì)外部驅(qū)動電路;
(2) 是貼片的還是直插的,這決定了你該設(shè)計(jì)什么樣的封裝;
(3) 工作電壓和工作電流,這決定的該部分電路的供電電壓和能耗;
(4) 工作溫度,這決定了你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品只能在什么環(huán)境下工作;
(6) 聲強(qiáng)級和聲音頻率,這決定發(fā)出什么樣的聲音以及聲音有多響。