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燥起来吧!蜂鸣器

音频杂谈 小众声学 463浏览 0评论

导读:蜂鸣器是电路设计中常用的器件,广泛用于工业控制、机房监控、门禁、计算机等电子产品的预警发声器件,驱动电路貌似很简单,但随意设计会引来蜂鸣器不发声,轻微发声或乱发声等不良现象,本例来分享分享。

一、不可不知道的蜂鸣器基础知识

1、 蜂鸣器简介:蜂鸣器是一种发声器件 (这就够了,就像知道LED是一种发光器件就OK)

2、蜂鸣器分类:根据结构分,有压电式和电磁式;根据”源“分,有无源蜂鸣器和有源蜂鸣器。

3、必备知识点:物理学里定义,声音是由物体振动发出的,蜂鸣器也是如此,故”源”指的是蜂鸣器带不带振荡源。

有源蜂鸣器:内部自带振荡源,接通电压即可发声,振荡频率固定,可用于报警器。

无源蜂鸣器:内部不不带振荡源,需外加振荡信号,频率可改变,较实用。

4、本例分享无源蜂鸣器,如图为单片机学习中常见的无源电磁式蜂鸣器

新的蜂鸣器上表面贴有白色标签,内容为“remove seal after washing”,即密封清洗后揭掉(PCB板焊接好后要清洗),才能得到最响的声音(有的说声音小就这缘故)

5、蜂鸣器参数:电压4-8V(常用5V),最大电流 =<30mA (5V) , 谐振频率 2300 +- 300HZ ,新的蜂鸣器“长正短负”;PS:谐振频率指蜂鸣器最佳工作频率

二、单片机如何驱动无源电磁式蜂鸣器

1、常见的一些电路

图1:典型的错误接法,当输入端为高电平时,两个电阻的分压作用,NPN三极管基极电压Vb = VCC x R2 / R1+R2 = 2.5V (VCC取5V),由于三极管的PN结压降约0.6~0.7,射极电压 Vc = Vb-0.7V = 2.5-0.7 = 1.8V ,这个电压加在蜂鸣器上,因电压太低,无法驱动或者声音很小很小,注意两个电压表的值,下面个显示2.01V,计算的不是1.8V吗?为什么是2.01V?下面再解答。

图2:三极管的门槛电压一般是0.7V,那么输入电压只要超过0.7V就使三极管导通,这电压显然太低了,可是可以,只不过容易受电磁干扰。

这里只列举两例,多的不说了

2、下图可能是正确的驱动电路

和图1差不多,只不过是将蜂鸣器放在了集电极,图中R1为限流电阻,仿真电流过大损坏三极管,R2呢?下拉电阻,如果输入端悬空,因R2存在三极管基极电压Vb = 0V, 可靠地关断三极管;当输入端为高电平,R2与R1分压,用图3中选用的阻值来计算,Vb = 0.7V , 那么输入端电压 Vin至少为 1.4V,才能打开三极管,提升了门槛电压,对防止电磁干扰很有效果,图2计算的是0.7V就导通。

3、关于图1的分析

图1中,Ve计算值为1.8V,可proteus中仿真,电压表值为2.01V,这是为什么呢?

首先,本例说的是电磁式蜂鸣器,为了方便分析,将蜂鸣器理解为电感,电磁感应定律告诉我们,电感会产生感应电动势,那么蜂鸣器就相当于一个小电源,有一定的电压值,这时两个电压相加,结果肯定大于1.8V,也即是仿真出来的2.01V(不绝对,仅举例),不信?将蜂鸣器换成电阻试试?

结果为1.77V,与计算结果大致一致了。

那么,如何正确的设计蜂鸣器驱动电路,如图

在蜂鸣器反向并联二极管,当三极管截止时,因感应电动势存在,电路等效为

可见,此时二极管与蜂鸣器构成一个电路,让电流有地方跑,加快电流的泻放,起到保护的作用,因此,该二极管通常称为续流二极管。

4、驱动程序

就不多说了,将上图的输入端连接到单片机IO,像点亮LED灯一样的就可以让蜂鸣器响了,有兴趣就试一把,检验灵不灵……

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