蜂鳴器電路


1.定義:蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器,主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。

電磁式蜂鳴器:由振盪器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振盪器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發聲。

壓電式蜂鳴器:主要由多諧振盪器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振盪器由晶體管或集成電路構成,當接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振盪器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發聲。

下面主要講下電磁式蜂鳴器:

 

 

1. 防水貼紙 2. 線軸 3. 線圈 4. 磁鐵 5. 底座6. 引腳7. 外殼8. 鐵芯 9. 封膠

10. 小鐵片11. 振動膜12. 電路板

一、電磁式蜂鳴器驅動原理

蜂鳴器發聲原理是電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發聲的,因此需要一定的電流才能驅動它,單片機IO引腳輸出的電流較小,單片機輸出的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器,因此需要增加一個電流放大的電路。下圖中左邊為32單片機端口輸出電流一般都為1mA以下,右邊為電磁式蜂鳴器的驅動電流至少都要在幾十mA級別,所以必須增加一電流放大環節,也就是加一個三極管。這時候需要考慮一個三極管所能承受的功耗為多大,蜂鳴器最大電流為60mA,電壓就選一個3.3V,這樣計算出來功率為228mW,一般考慮安全因素,至少選擇大一倍的三極管,也就是至少456mW以上的,下面一幅圖是PNP 8550這個三極管的極限參數,它允許的最大為625mW,符合要求,可以選擇。

 

 

 

 

最后,也是最重要的就是確定電路了。

下面是畫好的電路,先說明下這個電路,最后再來計算下各個電阻值的選取。

這是一個典型的PNP放大電路,那要滿足其放大條件,最基本的要求就是發射極正偏,集電極反偏。由於是PNP三極管,那就對應的是發射極的電壓要高於基極,基極電壓要高於集電極。還有一點那就是要有靜態工作點,圖中R9就是起到設置靜態工作點的作用的。那R9究竟取多大,這里需要參考下三極管的輸出曲線。靜態工作點Ibq取得太大,那對應輸出電流就會很大,有可能超過蜂鳴器的最大60mA的極限。所以這里取了20k,0.7V/20k=0.035mA.

前面看了單片機參數的輸出電流最小為0.5mA左右,這樣對照NPN的放大就會超過60mA了,也就是超過蜂鳴器的極限了,所以這里又增加了R10,目的是為了限流,防止輸出電流過大。

(3.3-0.7)/100=26mA(max),26mA<60mA滿足要求。R8同樣也是為了限流,不過是為了防止外部輸出的大電流進入引腳損壞單片機。最后一張圖中給出了IO口承受最大電流為25mA,

(3.3-0.7)/1K=2.6mA<25mA,符合要求。到這里,我們就完成了整個蜂鳴器電路設計了。

 

 

 

 

 


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