蜂鸣器在许多电子产品中或仪表中都会用到,比如目前我家里使用的电磁炉,洗衣机都有蜂鸣器,在仪表中的万用表里面也有蜂鸣器,甚至在复杂的电脑主板中也有蜂鸣器等。这些如果维修这些电路板时就会发现,这些蜂鸣器的外观是不一样的,它们有的是属于电磁式的蜂鸣器,有的是属于压电式蜂鸣器,那么这两种蜂鸣器有什么区别呢?下面我们来聊一聊这方面的问题。
我们从电磁式蜂鸣器的结构可以看出,它是由以下几个部分构成的,第一部分是是振荡器,第二部分是电磁线圈,第三部分是磁铁,第四部分是振动膜片,第五部分是外壳及引脚这五大部分组成。电磁蜂鸣器加上电后,里面的振荡器就会产生音频电流信号,当这个电流通过电磁线圈的时候,电磁线圈就产生了磁场。最后电磁蜂鸣器里的振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下就会周期性地振动发生了,其结构示意图如下所示。
根据电磁式蜂鸣器里面有没有振荡器,我们可以把它又分成有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。对于无源蜂鸣器它的结构是与喇叭差不多的,主要是这种蜂鸣器内部没有振荡器,它的发声主要是利用电磁线圈去使振荡膜发出声音。因为它里面没有振荡器,如果我们只是给它提供直流电,这样的蜂鸣器是不会发出声音的,我们只能给它一些音频信号才行。
对于有源蜂鸣器,它里面是有振荡器的,它的发生部件可以是电磁式结构,要想使它发声,只要给它加上直流电,里面的振荡器就可以工作发出音频信号了,不需要加音频电流信号。
对于压电式蜂鸣器来说它是由压电陶瓷片、多谐振荡器、阻抗匹配器及共鸣腔和外壳,引线等部分构成。其中压电陶瓷片是靠电压效应进行声电转换的,因此压电式蜂鸣器是一种电声转换器件。
它的发生过程是这样的:当将压电材料粘贴在金属片上时,如果这时在它们两端施加上一个电压后,因为由于电效应的原因,蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响了。
第一点是:它们的工作原理不一样,压电式蜂鸣器是以压电陶瓷的压电效应,来带动金属片的振动而发声的。而电磁式蜂鸣器,主要是利用电磁的原理,在有电的时候会使金属振动膜吸合,没电的时候振动膜会复位。
第二点是:所驱动的电压不一样,压电式蜂鸣器所需的电压比较高,这样才能发足够的声音,它的工作电压一般都在为9V以上。比如在数字万用表里就是用的压电式蜂鸣器,它的工作电压就是9V的。而电磁式蜂鸣器一般用1.5V就可以发出声音了,但在单片机电路中为了简化电路,一般都用标准5伏的电压。
第三点是:压电式蜂鸣器从外观看它就是一个很薄的薄片,这样它的体积比较小、虽然它所需的电压比较高,但是所流过的电流很小,因此很省电。又由于它的结构简单,造价比较低。另外它在频率特性和灵敏度高等方面都很优异。而电磁式在这方面没有电压式突出。
这两种蜂鸣器的驱动方法大致相同,一般最常见的是利用NPN或者PNP三极管都可以去驱动它们发声。但在具体的电路上有略微的区别,比如对于电磁式蜂鸣器的驱动电路,由于它内部有电磁线圈属于电感类的负载,因此在用三极管去控制它时要在蜂鸣器两端反向并联一个续流二极管,其原理图如下所示。
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