蜂鳴器工作基本知識介紹及并聯(lián)電阻基礎(chǔ)知識

1、蜂鳴器工作原理介紹及并聯(lián)電阻原理目前市場上廣泛使用的蜂鳴器有電磁式與壓電式，我司使用的蜂鳴器以壓電式為主O壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器，壓電蜂鳴片（以壓電陶瓷為主，如下圖所示），阻抗匹配器及共鳴箱，外殼等組成。其主要原理是以壓電陶瓷的壓電效應(yīng)，來帶動金屬片的震動而發(fā)聲。壓電蜂鳴片壓電陶瓷其實是一能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在受到機(jī)械壓力時，哪怕這種壓力微小得像聲波振動那樣小，都會產(chǎn)生壓縮或伸長等形狀變化,引起介質(zhì)表面帶電，便會產(chǎn)生電位差，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵電場或電壓，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，稱逆壓電效應(yīng)。如果壓力是一種高頻震動，則產(chǎn)生

2、的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時，則產(chǎn)生高頻聲信號（機(jī)械震動）,這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說，壓電陶瓷具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能O壓電式蜂鳴器就是運用其將電能轉(zhuǎn)換問機(jī)械能的逆壓電效應(yīng)O壓電蜂鳴器的主要應(yīng)用電路如下圖所示,R為阻抗匹配電阻當(dāng)脈沖信號為高電平時，通過三級管導(dǎo)通，則在蜂鳴器兩端形成一個VDC的電壓，使壓電此時壓電陶瓷形變復(fù)原，則在其兩端陶瓷產(chǎn)生形變。當(dāng)脈沖信號為低電平時，通過三極管關(guān)斷。產(chǎn)生一個由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電壓，此時的電壓需要通過阻抗匹配電阻進(jìn)行釋放，從而可使蜂鳴器產(chǎn)生一個穩(wěn)定頻率的聲音信號。如下圖所示，幅值與 VDC相等，頻率與芯片控制

3、端口頻率相等。效電容的放電為 46usR=1K時蜂鳴器兩 端信號時間蜂鳴器兩端，以及當(dāng)R=1K 時，其等及L其電時蜂鳴器兩端，以 當(dāng) R=100 QW 等效電容的放 間為6.8us蜂鳴器兩端，以; 當(dāng)R=10K 時， 效電容不能完 電完成若將其阻抗匹配電阻去除，則壓電陶瓷兩端的電壓無法釋放，這樣就會在其兩端產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓，大小與 VDC相等，具體如下圖所示：而阻抗匹配器阻值的選取，推薦值為R=VDC*100 Q,我司蜂鳴器兩端的電壓為10V12V,因此選取阻值為 R=10*100 Q=1000 Q=1K Q.現(xiàn)就目前我司使用的一款 PA-2220B03 為例進(jìn)行說明:其內(nèi)部等效電路如下圖所

4、示：1. SPECIFICATIONS (規(guī)格)Part No.PA-2220B03Item （項目）Specifications 規(guī)格Conditions條件Operating voltage (Vp-p)工作電壓125Vp-pMin Sound PressureLevel最小輸出聲壓min 85dBAt 2000Hz/9Vp-p SquareWave/10cmResonant Frequency (Hz)額定頻率2.0 ±0.3kHzOperating Temperature(C)工作溫度-20+70Storage Temperature ( )儲存溫度-30+80Case Ma

5、terial/Color外殼材料及顏色PPO/Black （聚苯醴，黑色）阻燃等級：V0Weight (g)重量2.5g標(biāo)準(zhǔn)測試條件：溫度 25±3C,濕度60 ±10% R.H.2. DIMENSIONS （尺寸）Unit: mm 未注公差：±0.51112±%58.3WEI3. FREQUENCY AND VOLTAGE RESPONSE (頻率曲線圖)型號:PA-2220BFc= 2000Hz 091.38 dBn£,o蜂鳴器聲級與驅(qū)動電壓的關(guān)系，接近線性關(guān)系:/100DB90DB4. TEST METHOD（測試方法）SOUND PRE

6、SSURE LEVEL,CONSUMPTION（聲壓測試線路圖）HUZ翻A: nund Presfure Level Muter 聲級計B: Frequency Conner 用率 jC: RC cucillator 51 動電郎D; Send Prmvn Lml For Focus 聲煞計傳聲話制E; Multimetfr （AinphETr Meter）1號M聲暑TEST CIRCUIT （測試電路）5. RELIABILITY TEST （可靠性試驗項目）ITEM（項目）METHOD OF TEST(試驗方法)VARLANCE AFTERCONDITIONIN(標(biāo)準(zhǔn))1 Dry Heat

7、 Test (Storage) 高溫放置試驗After being placed in a chamber with+ 80 +2 for 240 hours and then Being placed in natural condition for 4 hours, buzzer shall Be measured.在+80 ±2 C的溫濕里放置 240小時后，再在室溫下放 置4小時后測試2 Cold Test (Storage) 低溫放置試驗After being placed ina chamber with -30 +2 for 240 hours and then Bei

8、ng placed in natural condition for 4 hours, buzzer shall Be measured.在-30 ±2 C的溫濕里放置240小時后，再在室溫下放置 4小時后測試3TemperatureCycle Test 溫度循環(huán)試驗Make the test for 5 cycles without applying power as fig then expose to the room temperature for 4 hours不接電源按下圖做5個周期試驗，然后室溫下放置4小 時再測試4Humidity Test耐濕性試驗After bei

9、ng placed in a chamber with 90 to 95%R.H. at + 40 +2 for 240 hours and then being placed in natural condition for 4 hours, Buzzer shall be measured.在濕度為90 - 95% ,溫度為十40 ±2 C的溫濕箱里放置 240小時后，再在室溫下放置4小時后測試The value of resonant frequency/current consumption should be in + 10% compared with initial o

10、nes. The SPL should be 85dB5 Operation life test 工作壽命試驗L High temperaturelifetest240 hourscontinuousoperationat +80at9Vp-p/Duty 50% 2000Hz2.Room temperaturelife test240 hourscontinuousat room temperaturewith9Vp-p/Duty 50%,2000Hz3. Low temperaturelife test240 hourscontinuous operation at -30 at 9Vp-p

11、/Duty50% 2000Hz6 VibrationResistant 耐振動性Buzzer shall be measured after being applied vibration of amplitude of 1.5mm with 10 to 55Hz band of vibration frequency to each of 3 perpendicular directions for 2 hours.振動頻率1055Hz,振幅為1.5mm，朝X、Y、Z軸三 個方向振動2小時后測試7 .Drop Test 跌落試驗Drop a product naturally form th

12、e height of 500mm onto the surface of 100mm thick woodenboard. Two directions: This is upper and side of the product are to be applied for this drop test tespectively once.從500mm 高度將產(chǎn)品自然跌落在100mm 厚板上按正、側(cè)面方向各做二次跌落試驗，觀察此產(chǎn)品能否承受 跌落試驗。8 .Solder ability(焊接試驗)Lead terminals are immersed in rosin for 5 secon

13、ds and then immersed in solder bath of +255 +5 for 2 +0.5 seconds6. RELIABILITY TEST (可靠性試驗項目)+80±lt 1 M ciUiW MintI cydt 物420*2,15 sycHd+Rfl以上面測試電路為例，通過計算可知匹配電阻的取值范圍，假設(shè)三極管放大倍數(shù)為 200 ,控制頻率為2KHz ,控制電壓為5V,三極管基極限流電阻為1KQ,蜂鳴器的等效電容為 25000PF。VDC=9V則匹配電阻要滿足的放電時間為:t<1/2*1/2000 S=250uS=2*RC=2*0.000000025*R<250uSt= RC*Ln(V1-V0)/(V1-Vt)=RC*ln9貝ij R<5K Q要滿足三極管工作在飽和區(qū)，則需滿足 I c< 3 bI b= (5-0.7 ) /1000=4.3mAI c= (9-0.3 ) /R<