如何驱动压电蜂鸣器及驱动电路原理

  上一回我们介绍了压电蜂鸣器的原理与制程，并说明了电声组件对空气的「阻抗转换」观念。这回我们要探讨如何驱动压电蜂鸣器以及

  我们上次说过，压电蜂鸣器从结构上来看，它就是一个电容器：两片电极中间夹着不导电的陶瓷。如果不考虑线性度，而只需要够大的电流来驱动传统的电磁扬声器，我们一般能这样做：

  电磁扬声器是一个直流电阻很小的电感性组件，因此我们大家可以轻易地用一颗晶体管控制电流流过它，来驱动它发声，但如果我们直接把上面那个电路中的电磁扬声器换成压电蜂鸣器：

  最主要的原因是，压电蜂鸣器是一个电容性的负载，上面这个电路只能对这个电容器充电，却不能帮它放电，因此电荷会一直累积在压电蜂鸣器的电容上，导致压电材料上面的电场一直都维持在同一个大小，没有变化，它就不会震动了。

  如果我们直接用三用电表的电阻档去量压电蜂鸣器，不难发现它的电阻是无限大：

  除了当探棒刚接触上去的那一瞬间时电阻档会有一点读值之外，接下来量出来的电阻都是无限大，也就是说它对DC来说是不导通的，而探棒刚接触上去时，为何会有读值，是因为它的电容器里面还没有电荷时，电表的电阻档测量用的微小电流对它充电所造成的，但是当压电蜂鸣器的电容充饱后，就没有电流可以流过去了，因此它的DC电阻也就变成无限大。

  要驱动压电蜂鸣器，驱动电路就要能对它充电、放电，因此如果要用晶体管来做，这个电路就会像这样：

  这种驱动电路有个名字，叫做totem pole driver，因为它上下对称的形状看起来像是长翅膀的图腾柱。

  当来自前面的驱动讯号为high时，NPN晶体管Q1导通，对压电蜂鸣器充电，建立它上面的电场，而当来自前面的驱动讯号为low时，PNP晶体管Q2导通，压电蜂鸣器上的电荷透过Q2被放掉，压电材料上的电场消失；因为这个电路能source（流出）电流，也可以sink（流入）电流，因此我们说它是一个双向（bi-directional）的驱动电路。

  其实类似的驱动电路常常被用在驱动电容性的负载，像是很大颗的powerMOSFET，因为它的闸极电容很大，如果逻辑电路的输出没有足够的电流能力直接驱动它，就会搭配这样的驱动电路来驱动。

  这是被动组件厂商Murata的压电蜂鸣器产品线之一的型号列表，能够正常的看到这一系列有许多型号，这么多型号的主要差别是尺寸，以及有没有焊接好导线BB开头的都使用黄铜做为金属片，只有最后一个7NB开头的型号是使用镍合金做为金属片，这两者从外观上也可以很容易区别：黄铜是金色的，而镍合金是银色的。

  表中的第一个数字是这个压电蜂鸣器的共振频率，如果用这个频率驱动它的话，效率会最好、发出的声音最大。人耳虽能听到20 Hz-20 KHz的频率，但最敏感的范围落在2 KHz-4 KHz，因此大部分的压电蜂鸣器也都设计在这个频率下工作。

  表中第二个参数是它在共振频率时的阻抗，单位是奥姆。由这一个数字我们大家可以算出，在共振频率要驱动它时，会要多少电流。举个例子来说，以表中第三颗7BB-20-3来说，它的共振频率是3.6 KHz，在共振频率之下的阻抗是500 ohm，如果我们用3.6 KHz、RMS3V的正弦波去驱动它，流过它的RMS电流就会是3V / 500 ohm = 6 mA，这时我们要确定驱动电路能提供最少6 mA的电流，才能把这个压电蜂鸣器驱动到最大的功率。

  我们上次说过，为增加压电蜂鸣器驱动空气的效率，可以在它外面加个塑料壳把空气限制在压电陶瓷面的附近、提升能量的传递效率，于是大部分的压电蜂鸣器厂商也都有出这种带有塑料壳的压电蜂鸣器：

  这种压电蜂鸣器有个名字叫「cavity type」，那个塑料壳是一个「caivity」（空腔），它的体积、形状会影响压电蜂鸣器的共振频率与频率响应，因此cavity type的压电蜂鸣器规格书上通常能给出像这样的频率响应图：

  这个图的横轴是频率，纵轴是在1.5 V的方波驱动下所产生出来的声压，也就是音量，这是在距离蜂鸣器10公分的距离所测量到的音量，单位是分贝；能够正常的看到，压电蜂鸣器在不同频率下发出的音量大小有很大的变化，而且在500 Hz以下的低频音量非常小。

  低频的音量为何会比较小，除了受限于蜂鸣器本身震动面积的大小外，驱动的效率低落也是一个主要的原因。对于电容性的负载，低频的容抗相对会比较大，因此同样的电压驱动下，低频时流过的电流会比较小，传递到压电蜂鸣器的能量就比较小，音量自然比较小。

  由于不同频率的音量也有蛮大的落差，压电蜂鸣器实际上并不适合拿来播放音乐，因为不同音高的声音大小差距很大，听起来会有音量忽大忽小的问题，但如果只用它们来发出单一频率的声音，如提醒或是警示声，效果则还不错，尤其是在很小的体积里达到相当大的音量，这是电磁扬声器很难做到的。以上面那颗PKM22EPPH4007来说，它在4 KHz时用1.5 V

  驱动就能够达到95分贝的音量（95分贝是一个你很难忽略掉的音量，当然这是距离10公分处所量到的音量，实际的声压会随着距离而递减）。

  将电场转换为机械能的现象叫做「逆压电效应」，而这正是压电蜂鸣器运作的原理，而另一个方向、将机械能转换为电荷的「正压电效应」也同时存在于压电蜂鸣器上；也就是说，如果你对压电蜂鸣器施加力量，它会产生电荷，而在上面产生让你可以测量到的电压。

  咦？那这样的话，压电蜂鸣器不就可以拿来当麦克风了吗？Yes and no。理论上它确实可以将震动转换为电讯号，但还有许多其它因素，让它不是一个好的麦克风组件，却可拿来侦测别的类型的机械讯号。

  通常直接用单片机IO口PWM推电流小响度不够，这时候就需要加个三极管来扩流。 可能刚接触这个的以为直接将

  。它常用于警报系统、计时器、电子游戏等设备中，用于发出警报音、提醒声音等。

  板发出的幅值、占空比、频率都一样为什么发出的声音（不是音量）会不一样？还和什么参数有关吗？SOT235封装能产生两个反相的方波是什么芯片？

  本帖最后由 czdcdz 于 2015-11-14 10:51 编辑 常州东村电子有限公司多年来致力于

  本帖最后由 czdcdz 于 2015-11-14 10:50 编辑 常州东村电子有限公司多年来致力于

  作为发声元件，在其两端施加电压或者方波就可以发声。 续流二极管起到提供续流的作用，否则，在

  如果是有源的，单片机只要输出高低电平就可以，如果是无源的，单片机就要输出PWM波才可以让

  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

  产品， 和大家一起分享和学习。 DC06规格书-V2(1).pdf DC018

  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

  中150V电压会进行输出短路保护.M2也会变得很烫手.不知道是什么原因,请帮我分析改正.

  高压功率放大器，信号发生器输出电压幅度只有10Vp-p，连接功率放大器ATA-4012，输出电压达到了160Vpp，功率最大160W，频率范围是DC-1MHz，完全满足

  如图3-6所示。电阻R12是单片机一个引脚的，上拉电阻，由于单片机输出电流小，固添加，上拉

  本帖最后由 gk320830 于 2015-3-4 18:15 编辑 有用过

  扬声器可以为便携式电子设备提供高质量的音响，但它们需要在其两极加上峰峰值超过8VP-P的电压信号。

  可发出各种声响，具有重量轻、寿命长、价格实惠公道等特点，大多数都用在机床报警、电子仪器

  缩机,为长输天然气管线增压。经应用表明,该系统节能降耗、工作可靠、操作方便。

  来做提示或报警，比如按键按下、开始工作、工作结束或是故障等等。这里对中颖电子的单片机在

  的开发设计和应用，目前已研发了DC06、DC07、DC018、DC028等为代表的电磁式

  往往需要PWM资源，今天笔者将大家学习一款低成本无须PWM资源设计的无源

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  ，他大范围的应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子科技类产品中作发声器件。

  器，可 在3.3V或5V电压下工作。它适用于需要带低压逻辑 电源的9V

  RE46C117是专门为3V或4.5V的电池供电或者以此作 为备用电源的应用所设计。该芯片集成了DC/DC升压 转换功能和适用于

  的改进,The piezoelectric ceramic piece

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  内部带了振荡源，如图 9-8 所示中，给了 BUZZ 引脚一个低电平，

  内部是不带振荡源的，要让他响必须给 500Hz～4.5KHz 之间的脉冲频率信号来

  如上，当PB5输出高电平时，三极管截止；当PB5输出低电平时，三极管导通。

  陶瓷的工作电压，一般为直流，也可以输出交流。它的输出电压范围不等，如±400V，±3000V甚至更高。

  陶瓷相当于容性负载，主要是针对要求输出0-300V连续可调的 电压，通过线超声信号功率放大器

  材料是能轻松实现机械能转化为电能的功能性材料，自19世纪80年代CURIE 兄弟在石英晶体上发现了

  设计中常用的器件，大范围的使用在工业控制报警、机房监控、门禁控制、计算机 等电子科技类产品作预警发声器件，

  ）就可以发声，其主要参数是外观尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、