蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
无源蜂鸣器常规驱动电路设计
一种低成本无源蜂鸣器的设计
在实际的应用中,虽然有源蜂鸣器控制简单,缺陷是成本比较高,在潮湿的环境用久了,容易损坏。而无源蜂鸣器弥补了有源蜂鸣器缺点,但问题是无源蜂鸣器需要PWM驱动。在系统的设计中,微控制器的PWM资源往往是比较紧张的,同时使用PWM驱动也加大了软件开发的难度。接下来笔者将引领大家学习如何设计一个无需PWM也能驱动无源蜂鸣器的低成本电路。
1.1 无源蜂鸣器常规驱动电路
图1 无源蜂鸣器常规驱动电路
如图1所示,此图为无源蜂鸣器的常规驱动电路。需要在输入端输入一定频率PWM的信号才能使蜂鸣器发声。为了解放PWM资源,实现简单控制,必须如有源蜂鸣器一样提供一个振荡电路。而有源蜂鸣器主要使用LC振荡,如果要实际搭建此电路,电感参数比较难控制,而且成本高。此时,自然会想到简易的RC振荡,而由三极管构成的RC多谐振荡电路显然是一个不错的选择。
1.2 三极管多谐振荡电路
图2 三极管多谐振荡电路
三极管多谐振荡的通用电路如图2所示。这个电路起振的原理主要是通过电阻与电容的充放电使三极管交替导通。首先,在电路上电时,分别通过R1与R4对电容C1与C2进行充电。由于三极管元件的参数不可能完全一致,可以假设三极管Q1首先饱和导通,由于电容两端的电压不能突变,Q2的
B极此时变成负压,Q2截止,Vo端输出高电平;C1通过R2进行充电,当
C2的电位使BE极正向偏置时,Q2导通,Vo端输出低电平;同理C2电容两端电压不能突变,Q1的B极电压变为负压,此时Q1截止。这样循环往复,使在Vo端输,一定频率的方波信号。如图3所示,笔者使用示波器截取了
蜂鸣器报警原理
蜂鸣器报警原理
蜂鸣器报警原理是通过电流的流动和震动产生声音来警示人们的一种设备。它由电磁铁和震动片组成。
在工作时,电流从电源进入电磁铁,产生磁场。当电磁铁通电时,铁芯会受到磁力的吸引,并被吸引到电磁铁的内部。
同时,电磁铁内部的震动片受到电磁铁的吸引力,在磁力的作用下,震动片开始震动。这种震动会产生声音,声音的大小与震动片的振幅有关。
当电流停止流动时,电磁铁失去磁力,并释放铁芯。铁芯的释放导致震动片停止震动,声音也随之停止。
通过不断的通断电流,蜂鸣器可以产生快速而有节奏的声音,以吸引人们的注意并警示他们可能存在的危险或紧急情况。
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理蜂鸣器是一种常见的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。它的
作用是发出声音信号,用于警报、提示或提醒等功能。本文将介绍蜂
鸣器的工作原理,并着重探讨蜂鸣器中的并联电阻原理。
蜂鸣器的工作原理
蜂鸣器的工作原理基于压电效应或电磁感应效应。其中,压电式蜂
鸣器是应用最广泛的一种。
1. 压电式蜂鸣器的工作原理
压电式蜂鸣器由压电陶瓷材料构成,其内部有一电极。当电极接收
到电压信号时,压电陶瓷材料会发生压电效应,使得陶瓷材料发生形变。这种形变会引起蜂鸣器内部结构的振动,产生声音。
具体而言,压电式蜂鸣器的工作过程如下:当外加正向电压施加到
压电蜂鸣器的电极上时,电极与陶瓷间的电场引起了陶瓷的两种变形。一种是压电形变,即陶瓷的长度和厚度发生微小的变化;另一种是转
换形变,即陶瓷的横向挤压和纵向伸张变形。
这种形变通过蜂鸣器的共振结构放大,并由共振结构产生声音效果。通过调节电压的频率和幅度,我们可以控制蜂鸣器发出的声音频率和
音量。
2. 电磁式蜂鸣器的工作原理
电磁式蜂鸣器是采用电磁感应原理工作的。它由一个线圈和一个振
动片组成。
当电流通过线圈时,会生成一个磁场。这个磁场使得振动片受到吸
引力,使得振动片与线圈之间的空隙变小。当输入电流停止或改变方
向时,磁场也会发生变化,导致振动片的位置发生改变。
由于振动片的快速振动,产生空气压力的变化,从而发出声音。通
过变化电流的频率和幅度,我们可以调整蜂鸣器发出声音的频率和音量。
并联电阻原理
在蜂鸣器的工作过程中,为了控制蜂鸣器发出的声音的音量,常常
会使用并联电阻来实现。
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理蜂鸣器是一种常见的电子元件,广泛应用于警报、提示、提醒等场景。它通过产生特定频率的声音来引起人们的注意。本文将介绍蜂鸣器的工作原理以及并联电阻在蜂鸣器电路中的应用原理。
一、蜂鸣器的工作原理
蜂鸣器一般由震动片(振膜)、磁体和外壳组成。在工作时,震动片受到固定频率和振幅的电信号的作用,产生震动,进而使得空气中的分子发生振动,形成声波。这个过程和扬声器的工作原理类似,只不过蜂鸣器的振动部分较小而已。
具体而言,蜂鸣器的振动片一般是由压电材料制成。压电材料受到电场作用时,会产生机械位移。当施加电信号到蜂鸣器时,振动片将根据电信号的频率和振幅而产生相应的振动。这样,振动片将产生声音,并经由外壳放大和传播。
二、并联电阻在蜂鸣器电路中的应用原理
并联电阻在蜂鸣器电路中起到了重要的作用。蜂鸣器本身是一种包含有源元件(振动片)的无源元件(磁体)的结构,因此需要一个合适的电路来调节电流和电压。
在蜂鸣器电路中,常常会使用并联电阻来限制电流的大小。并联电阻的阻值可以根据需要来选择,以控制振动片的振幅和音量。具体来说,当并联电阻的阻值较大时,电流会减小,振动片的振幅也会减小,从而使得蜂鸣器发出的声音变得较小;而当并联电阻的阻值较小时,电流增加,振动片的振幅也随之增大,从而使得蜂鸣器发出的声音变大。
并联电阻的阻值选择一般由具体的应用需求决定。在实际的设计过程中,可以根据蜂鸣器所需要的音量大小和功耗等因素来选择合适的电阻值。
综上所述,蜂鸣器是一种常见的电子元件,通过产生震动及振荡来产生特定频率的声音。蜂鸣器的振动片受到电信号的作用,产生相应的振动并放大传播。而并联电阻在蜂鸣器电路中起到了限流和调节音量的作用,通过选择合适的阻值来控制振动片的振幅和蜂
四款蜂鸣器驱动电路原理图
四款蜂鸣器驱动电路原理图
本文主要讲了五款蜂鸣器驱动电路原理图,下面就来学习学习吧。
蜂鸣器驱动电路图一:
典型的蜂鸣器驱动电路,蜂鸣器驱动电路一般包含:一个三极管、一个蜂
鸣器、一个续流二极管、一个滤波电容。
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。这些都需要根据需要进行
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,可能损坏三极管,并干扰整个电路系统的其他部分。
3、滤波电容:作用是滤波,滤除蜂鸣器电流对其他部分的影响,也可以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: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。
蜂鸣器驱动电路图二:
根据下面四幅图分析可以看出图1和图3采用的是NPN型三极管驱动,而图2和图4采用的是PNP型三极管驱动。若采用图1和图3的方法进行驱动,蜂鸣器工作电压只要不超过管子的极限参数即可随时取用。
像图1,采用这种方法驱动蜂鸣器,再用编程控制器的I/O口进行控制,蜂鸣器都能响;但相对于图3电路图而言,采用图1方式接,蜂鸣器没有图3
蜂鸣器工作原理
蜂鸣器工作原理
蜂鸣器是一种常见的电子元件,它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。它可以发出清脆的声音,用于警报、提醒和指示等多种场合。那么,蜂鸣器是如何工作的呢?接下来,我们将深入探讨蜂鸣器的工作原理。
首先,让我们来了解一下蜂鸣器的结构。蜂鸣器通常由振膜、磁铁和震荡器三部分组成。振膜是一个薄膜状的组件,通常由金属或塑料制成,它的振动是产生声音的关键。磁铁则是用来产生磁场的,而震荡器则是用来传导振动的。
当电流通过蜂鸣器时,磁铁产生的磁场会使振膜产生振动。这种振动会导致空气分子的压缩和膨胀,从而产生声音。换句话说,蜂鸣器的工作原理就是利用电流产生的磁场来驱动振膜振动,进而产生声音。
蜂鸣器的工作原理可以进一步细分为两种类型,压电式和电磁式。压电式蜂鸣器是利用压电效应产生声音的,当施加电压时,压电晶体会发生形变,产生声音。而电磁式蜂鸣器则是利用电磁感应产生声音的,当电流通过线圈时,产生的磁场会使振膜振动,从而发出声音。
除了结构和工作原理,蜂鸣器的工作特点也是我们需要了解的。首先,蜂鸣器的声音频率通常在几千赫兹到几万赫兹之间,这使得它在不同场合下具有不同的应用。其次,蜂鸣器的音量可以通过控制电流大小来调节,这使得它在不同环境下能够发出合适的声音。此外,蜂鸣器的响应速度很快,可以迅速产生声音,因此在警报和提醒方面具有很大的优势。
总的来说,蜂鸣器是一种利用电磁感应或压电效应产生声音的电子元件。它的工作原理简单清晰,结构也相对简单,但在日常生活中却有着广泛的应用。通过了解蜂鸣器的工作原理,我们可以更好地理解它在各种设备中的作用,为我们的生活带来便利和安全保障。
电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器有什么区别?驱动方法一样吗?
电磁式蜂鸣器和压电式蜂鸣器有什么区别?驱动⽅法⼀样吗?
电磁式蜂鸣器的构造与动圈式扬声器差不多,其内部由永久磁铁、线圈及振膜三部分组成,这
种蜂鸣器的直流电阻很⼩,⼀般只有数⼗Ω,压电式蜂鸣器的构造很简单,就是⼀个压电陶瓷⽚
加⼀个助声腔组成的。这种蜂鸣器的直流电阻极⼤,⼀般可达MΩ级。
上图为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器的外形。图中⼤的蜂鸣器为压电式蜂鸣器,⼩的为电磁式
蜂鸣器。由于这两种蜂鸣器的构造不太⼀样,故它们的驱动电路也不⼀样。
电磁式蜂鸣器分为有源蜂鸣器和⽆源蜂鸣器两种,前者⼯作时不需要⾳源,只要接⼊合适的直
流电压即可发出蜂鸣声,⽽对于电磁式的⽆源蜂鸣器,需要外接⾳频振荡器及驱动电路才能发
出蜂鸣声。上图所⽰即为电磁式⽆源蜂鸣器的驱动电路。⾳频振荡器输出的⾳频振荡信号(频
率⼀般为2KHz左右)通过R7加⾄9014三极管的基极,经该三极管放⼤后即可驱动蜂鸣器发出
蜂鸣声。
压电式蜂鸣器属于电压驱动型蜂鸣器,其⼯作电流⼩于电磁式蜂鸣器,但这种蜂鸣器需要较⾼
的驱动电压才能发出响亮的蜂鸣声,故驱动压电式蜂鸣器时,⼀般要加个升压变压器,将驱动
电压升⾼后再驱动压电式蜂鸣器⼯作。上图电路就是⼀个简单的压电式蜂鸣器驱动电路,图中
的L为升压变压器,两个三极管接成复合管是为了提⾼管⼦的β。若不需要压电式蜂鸣器发出响
亮的声⾳,亦可以省去升压变压器,只在压电式蜂鸣器两端并联⼀个mH级的电感,给蜂鸣器内
部的压电陶瓷⽚提供⼀个充放电通道即可。
蜂鸣器介绍
1.1 概述
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。
压电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。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。
1.2 蜂鸣器的制作与组成
(1)制备电磁铁M:在长约6厘米的铁螺栓上绕100圈导线,线端留下5厘米作引线,用透明胶布把线圈粘好,以免线圈松开,再用胶布把它粘在一个盒子上,电磁铁就做好了。
(2)制备弹片P:从铁罐头盒上剪下一条宽约2厘米的长铁片,弯成直角,把电磁铁的一条引线接在弹片上,再用胶布把弹片紧贴在木板上。
(3)用曲别针做触头Q,用书把曲别针垫高,用胶布粘牢,引出一条导线,如图连接好电路。
三极管与蜂鸣器
MCU起航 QQ:2246080671
主要内容
1、什么是三极管 2、什么是蜂鸣器
3、三极管驱动蜂鸣器
4、蜂鸣器驱动电路优化 5、开关三极管的使用误区
什么是三极管
也称双极型晶体管、晶体三极管,它是一种非常常见的 电子器件,根据PN结的方向,三极管分两种:NPN和PNP。 在数字电子与模拟电子中都有很广泛的用途,数字电子 里主要用作开关管;模拟电子里主要用来放大小信号。 三极管的工作状态有三种:截止、放大、饱和。
蜂鸣器驱动电路优化
蜂鸣器的边上并联了一个二极管D1。它的作用是什么? 负载分三种:容性负载、阻性负载和感性负载。
蜂鸣器属于感性负载的一种。
D1在这里的作用被称为续流二极管。
除此以外,继电器、电机等,这几种器件基本上是必加 续流二极管的。
蜂鸣器驱动电路优化
电容C1有什么用? 因为蜂鸣器工作时,电流较大,可以达到30ma左右,对 于一般电路来说,耗电量不算小了。因此需要在电容附件放 置一个电容,确保电源电压的稳定。
什么是三极管
模拟电子里主要分析三极管的放大状态,放大部分较为 复杂,这里不做说明。 这里只研究它的开关作用,数字电子里的开关作用主要 依靠三极管的饱和、截止状态来实现。
什么是蜂鸣器
它是一种一体式的电子讯响器,也就是可以通过电子控 制发出声音的器件。它和喇叭不同,喇叭是可以发出各种声 音的,而蜂鸣器只能发出“滴滴”的声音。虽然声音很单调, 但是做为一个简单的提示、警告作用,已经足够了。在这里, 选用它作为信号发生器中的按键提示音。 蜂鸣器的供电电压从3V、5V到220V都有,这里选用的是 5V的,根据内置振荡源的有无,它分为有源蜂鸣器和无源蜂 鸣器两种。声音是通过震荡产生的,所以要发声首先要有振 荡源,而有源蜂鸣器通过内置振荡源的方式,简化了使用 方 法,只需要把蜂鸣器的正负极接上电压就能正常发声。
蜂鸣器在单片机中的应用
蜂鸣器在单片机中的应用
Author: Owen
1、蜂鸣器的分类:
i.压电式蜂鸣器以压电陶瓷的压电效应带动金属片震动发声,呈容
性
ii.电磁式蜂鸣器用电磁的原理,通电时将金属振动膜吸下,不通电时依振动膜的弹力弹回,呈感性
iii.无论是压电式或是电磁式蜂鸣器,均有无源和有源之分。区别是驱动方式不一样
iv.无源蜂鸣器:方波驱动,周期一般为2KHz或4KHz的方波
v.有源蜂鸣器:电压直接驱动
2、驱动电压的区别
i.压电式蜂鸣器的驱动电压一般在9V以上,且经过升压电感升压后发
生声音的分贝很大
ii.电磁式蜂鸣器的驱动电压一般为+5V或+12V
3、驱动电路分析
图1:蜂鸣器并联一个续流二极管,由此可分析出来,该蜂鸣器是电磁式蜂鸣器。因为电磁式蜂鸣器呈感性,断电后电流不能突变。在断电的瞬间,感应电动势与外加电压叠加,有可能会把击穿三极管击穿。加上续流二极管后,为叠加电压提供了旁路,则保护了三极管。
图2:蜂鸣器并联一个电阻,由此可分析出来,该蜂鸣器
是压电式蜂鸣器。因为压电式蜂鸣器呈容性,当RC达到
阻抗匹配时,蜂鸣器发出的声音最大
图3:该蜂鸣器为压电式蜂鸣器,驱动电路加上一个的三
脚升压电感。在三极管闭合时,工作电压经过升压电感升
压后,蜂鸣器两端的电压升高。可使蜂鸣器产生很高DB
的声音
注:三脚升压电感相当于一个自耦变压器,在此
驱动电路中做升压用
4、方波的产生
在单片机的定时中断中处理,通过电平的翻转很容易得到想要的鸣叫频率(方波)
无源蜂鸣器原理范文
无源蜂鸣器原理范文
首先,我们来看一下无源蜂鸣器中的发声装置。发声装置主要由震动
片和密封在其中的驱动电路组成。密封驱动电路可以把外部电流转换为震
荡信号,这个震荡信号会引起震动片的振荡。
震动片通常是由金属或陶瓷材料制成的,它们具有很高的机械弹性,
可以在电流经过时进行快速的振动。当电流通过发声装置时,密封驱动电
路会产生震荡信号,然后这个信号会驱动振动片。振动片会因为频率的变
化而产生相应的振动,进而产生声音。
不同的无源蜂鸣器发声原理有所不同,包括电磁式无源蜂鸣器和压电
式无源蜂鸣器。电磁式无源蜂鸣器通过变压器原理工作,它含有一个线圈,当通过蜂鸣器的电流变化时,线圈产生的磁场会吸引或推开一个振动体,
产生声音。而压电式无源蜂鸣器则是通过外部施加电场使压电材料产生机
械振动,进而产生声音。
其次,我们来看无源蜂鸣器的传声原理。发声装置中的声音通常通过
一个或多个孔洞释放出来,声音会通过这些孔洞传递到周围的空气中。传
声效果主要取决于发声装置内部的设计和孔洞的位置、形状和数量等因素。
发声装置内部的设计对于声音的产生和放大至关重要。例如,内部的
壁纸设计可以帮助声波在声腔中得以反射和放大。此外,孔洞的位置和数
量也会对声音的传播产生影响。如果孔洞都位于发声装置的一个侧面,那
么声音可能只会在这个侧面上传播,而在其他方向上衰减。因此,在设计
无源蜂鸣器时,需要考虑孔洞的布局和位置,以确保声音可以均匀地传播
到周围的空气中。
总结起来,无源蜂鸣器的工作原理主要涉及到发声装置和声音的传播。发声装置中的震动片通过外部电流的驱动振动产生声音,然后声音通过孔
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原
理
蜂鸣器是一种常见的电子元件,其主要功能是通过振动发出一定频率的声音。作为一种基本的声音输出设备,蜂鸣器广泛应用于电子产品、汽车、防盗设备、电子时钟等领域。本文将介绍蜂鸣器的工作原理以及并联电阻对其工作的影响。
一、蜂鸣器的工作原理
蜂鸣器的工作原理可以归纳为两种类型:压电式和磁性式。
1. 压电式蜂鸣器
压电式蜂鸣器是将压电陶瓷材料加工后制成的共振器,通过外加电场或在机械应力的作用下,使其发生压电效应,从而引起振动,最终产生声音。
具体来说,压电式蜂鸣器内部首先采用压电陶瓷材料或晶体材料,这些材料在受到外力或电信号刺激时,会形变或振动。蜂鸣器通常是将压电陶瓷材料加工成一个双面金属片壳,在其中填充蜂窝形陶瓷圆柱,用导线将陶瓷圆柱和金属片壳连接起来。当外加电场作用于压电陶瓷材料时,圆柱将发生振动,导致壳体发生振荡,从而发出一定频率的声音。
2. 磁性式蜂鸣器
磁性式蜂鸣器使用一对磁性铁推和线圈,当通过线圈的电流变化时,铁心即会受到电磁力的作用而振动,这样就能带动薄膜或膜片振动,从而产生声音。
具体来说,磁性式蜂鸣器内部由铁心、线圈和薄膜组成。线圈一端通电,另一端接地,使得磁性铁心在电磁力的作用下产生振动,从而带动膜片振动,最终发出声音。
二、蜂鸣器并联电阻原理
在实际应用中,为了控制蜂鸣器的响度和音调,通常需要对蜂鸣器进行电阻并联,以调节电流大小。电阻越大,电流越小,蜂鸣器发出的声音也就越小。
并联电阻的数值取决于所选用的蜂鸣器的特性和需要实现的响度和音调。一般情况下,其数值在10欧姆到1兆欧姆之间。
【优】蜂鸣器电路PPT资料
图3
深圳和而泰智能控制股份——硬件平台讲稿
2.3 电路参数选型及分析
符号 C1
元器件名称
贴片电容
1N/50V
型号
R1
碳膜电阻
4.7K
用于抗干扰,滤波。
备注
用于三极管基极限流。
R2
碳膜电阻
2K
TR1
三极管
一般采用3904。
并联在蜂鸣器两端用于放电。 电流放大。
深圳和而泰智能控制股份——硬件平台讲稿
深圳和而泰智能控制股份——硬件平台讲稿
1.3 相应的I/O的驱动波形图
B V
VCC
V VCC
0
电平驱动
A
t
图2
t
脉冲驱动
1
2
深圳和而泰智能控制股份——硬件平台讲稿
2 三极管驱动线路
❖ 2.1 原理图 +5 BUZ1
一般推荐右边的线路,因为这种线路电流是灌到MCU内部去的,而左边的线路R则2 电流是GA从-2M01CU拉出来的,MCU内部灌电流的能力往
二、典1 型电路
2
1.IO口直接驱动线路
D
1.1原理图
BUZ1
BUZ2
I/ O
VCC
I/ O C
图1
深圳和而泰智能控制股份——硬件平台讲稿
AVR教程第十一课蜂鸣器
}
}
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//ms 级别的延时函数
void Delayms(unsigned int lms)
{
while(lms--)
{
Delayus(1000);
//延时 1ms
}
}
三、程序讲解
在本实例中我们自己定义了两个延时函数:微秒级的延时函数、毫秒级的延时函数
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是外部 16MHz,所以如果仍旧使用这些延时函数,会造成延时的不精确。
在程序中我们还是用了如下的语句:PORTE |= (1 << PE5);
PORTE &= ~(1
<< PE5); 它们是什么样的语句?实现什么样的功能?
这些语句实现给端口寄存器的某些固定位赋值,其中使用了移位,相或,取反等操
作。
在单片机的 C 语言程序中我们经常会碰到给一些寄存器的特定位赋值的操作,这是
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动手学 AVR 单片机十一、让蜂鸣器发 出声音
CEPARK-AVR 单片机教程. 技术专家 tiankai 原创 专家技术博客地址: http://home.cepark.com/space.php?uid=8160 有技术类问题欢迎去给技术专家留言. 推荐论坛:http://bbs.cepark.com 收集人:wang1jin http://wang1jin.cepark.com
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理蜂鸣器是一种常见的电子元器件,它被广泛应用于各种电子设备和电路中,用于发出警报、提醒或产生声音效果。本文将介绍蜂鸣器的工作原理,并着重讲述蜂鸣器中的并联电阻原理。
一、蜂鸣器的工作原理
蜂鸣器是一种声音输出设备,它可以将电信号转化为声音信号。蜂鸣器的工作原理主要涉及到压电效应和磁效应。
1.1 压电效应
蜂鸣器中常用的压电材料是压电陶瓷。当外加电场作用于压电陶瓷时,陶瓷内部的正负电荷会发生重排,导致陶瓷收缩或膨胀。这种紧凑或松弛的变化将导致蜂鸣器产生声音。
1.2 磁效应
蜂鸣器中的磁效应是指当电流通过线圈时,线圈会产生一个磁场。当线圈周围有可移动的铁心时,磁场会引起铁心的振动,从而产生声音。
综上所述,蜂鸣器的工作原理可以简单概括为:当外加电信号通过蜂鸣器时,电信号会通过压电效应或磁效应转化为机械振动,从而产生声音。
二、并联电阻原理
蜂鸣器通常需要与电路中其他元件并联,以实现所需的音效效果。
其中,蜂鸣器中的并联电阻起到了重要作用。
2.1 并联电阻的作用
蜂鸣器中的并联电阻主要用于控制蜂鸣器的音量和音调。通过改变
并联电阻的阻值,可以调节蜂鸣器的响度和音调。
2.2 蜂鸣器的电阻特性
蜂鸣器的电阻特性通常为非线性特性。在无并联电阻时,蜂鸣器的
声音较为尖锐,音调较高。而在并联电阻的作用下,蜂鸣器的电压和
电流会发生变化,从而改变蜂鸣器的声音。
并联电阻可以通过调节阻值,改变与蜂鸣器并联的电路总电阻,从
而改变电压和电流的大小。当并联电阻增大时,电路总电阻增加,电
流减小,蜂鸣器的音量变小。反之,当并联电阻减小时,电路总电阻
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蜂鸣器工作原理介绍及并联电阻原理
目前市场上广泛使用的蜂鸣器有电磁式与压电式,我司使用的蜂鸣器以压电式为主。
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器,压电蜂鸣片(以压电陶瓷为主,如下图所示),阻抗匹配器及共鸣箱,外壳等组成。其主要原理是以压电陶瓷的压电效应,来带动金属片的震动而发声。
压电蜂鸣片
压电陶瓷其实是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时,哪怕这种压力微小得像声波振动那样小,都会产生压缩或伸长等形状变化,引起介质表面带电,便会产生电位差,这是正压电效应。反之,施加激励电场或电压,介质将产生机械变形,产生机械应力,称逆压电效应。如果压力是一种高频震动,则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时,则产生高频声信号(机械震动),这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。压电式蜂鸣器就是运用其将电能转换问机械能的逆压电效应。
压电蜂鸣器的主要应用电路如下图所示,R为阻抗匹配电阻。
当脉冲信号为高电平时,通过三级管导通,则在蜂鸣器两端形成一个VDC的电压,使压电陶瓷产生形变。当脉冲信号为低电平时,通过三极管关断。此时压电陶瓷形变复原,则在其两端产生一个由机械能转换为电能的电压,此时的电压需要通过阻抗匹配电阻进行释放,从而可使蜂鸣器产生一个稳定频率的声音信号。如下图所示,幅值与VDC相等,频率与芯片控制端口频率相等。
蜂鸣器端口信号主控芯片端口信号
R=1K时蜂鸣器两端信号
蜂鸣器两端,以及当R=1K时,其等效电容的放电时间为46us
蜂鸣器两端,以及当R=100Ω时,其等效电容的放电时间为6.8us
蜂鸣器两端,以及
当R=10K时,其等
效电容不能完全放
电完成
定的电压,大小与VDC相等,具体如下图所示:
而阻抗匹配器阻值的选取,推荐值为R=VDC*100Ω,我司蜂鸣器两端的电压为10V~12V,因此选取阻值为R=10*100Ω=1000Ω=1KΩ.
现就目前我司使用的一款PA-2220B03为例进行说明:
其内部等效电路如下图所示:
1.SPECIFICATIONS (规格)
Part No. PA-2220B03
Item (项目) Specifications [规格] Conditions[条件] Operating voltage (Vp-p)
工作电压
1~25Vp-p
Min Sound Pressure Level 最小输出声压min 85dB
At 2000Hz/9Vp-p Square
Wave/10cm
Resonant Frequency (Hz)
额定频率
2.0±0.3kHz Operating Temperature (℃)
工作温度
-20~+70 Storage Temperature (℃)
储存温度
-30~+80
Case Material/Color 外壳材料及颜色PPO/Black (聚苯醚,黑色) 阻燃等级:V0
Weight (g)
重量
2.5g
标准测试条件:温度25±3℃,湿度60±10% R.H.
2.DIMENSIONS (尺寸)
Unit: mm 未注公差:±0.5
3.FREQUENCY AND VOLTAGE RESPONSE (频率曲线图) 蜂鸣器声级与驱动电压的关系,接近线性关系:
4.TEST METHOD(测试方法)
SOUND PRESSURE LEVEL,CONSUMPTION(声压测试线路图)
TEST CIRCUIT (测试电路)
5.RELIABILITY TEST (可靠性试验项目)
6.
以上面测试电路为例,通过计算可知匹配电阻的取值范围,假设三极管放大倍数为200,控制频率为2KHz,控制电压为5V,三极管基极限流电阻为1KΩ,蜂鸣器的等效电容为25000PF。VDC=9V。
⑴则匹配电阻要满足的放电时间为:
t<1/2*1/2000 S=250uS
t= RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]=RC*ln9≈2*RC=2*0.000000025*R<250uS
则R<5KΩ
⑵要满足三极管工作在饱和区,则需满足I c<βI b
I b=(5-0.7)/1000=4.3mA
I c=(9-0.3)/R<200*4.3mA
则R>10.2Ω
综合(1)(2)可知,R的取值为10.2Ω 当三极管工作在饱和区时,三极管Vce=0.3V,则加在电阻两端的电压为Vr=9-0.3=8.7V 则其电阻的功耗为P=U*U/R=8.7*8.7/R 因为10.2Ω 所以8.7*8.7/10.2>P>8.7*8.7/5000 则7.4W>P>0.015W