蜂鳴器工作原理介紹及并聯(lián)電阻原理目前市場(chǎng)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。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(lái)帶動(dòng)金屬片的震動(dòng)而發(fā)聲。壓電蜂鳴片壓電陶瓷其實(shí)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(shí)， 哪怕這種壓力微小得像聲波振動(dòng)那樣小， 都會(huì)產(chǎn)生壓縮或伸長(zhǎng)等形狀變化，引起介質(zhì)表面帶電，便會(huì)產(chǎn)生電位差，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)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(dòng)， 則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號(hào)加在壓電陶瓷上時(shí)，則產(chǎn)生高頻聲信號(hào)（機(jī)械震動(dòng)） ，這就是我們平常所說(shuō)的超聲波信號(hào)。也就是說(shuō)，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。 壓電式蜂鳴器就是運(yùn)用其將電能轉(zhuǎn)換問機(jī)械能的逆壓電效應(yīng)。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(hào)為高電平時(shí)，通過三級(jí)管導(dǎo)通，則在蜂鳴器兩端形成一個(gè) VDC的電壓，使壓電陶瓷產(chǎn)生形變。當(dāng)脈沖信號(hào)為低電平時(shí)，通過三極管關(guān)斷。 此時(shí)壓電陶瓷形變復(fù)原， 則在其兩端產(chǎn)生一個(gè)由機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電壓， 此時(shí)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(gè)穩(wěn)定頻率的聲音信號(hào)。如下圖所示，幅值與 VDC相等，頻率與芯片控制端口頻率相等。蜂鳴器端口信號(hào)主控芯片端口信號(hào)R=1K時(shí)蜂鳴器兩端信號(hào)蜂鳴器兩端，以及當(dāng)R=1K時(shí)，其等效電容的放電時(shí)間為46us蜂鳴器兩端，以及當(dāng)R=100Ω時(shí)，其等效電容的放電時(shí)間為6.8us蜂鳴器兩端，以及當(dāng)R=10K 時(shí)，其等效電容不能完全放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(wú)法釋放，這樣就會(huì)在其兩端產(chǎn)生一個(gè)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 Ω，我司蜂鳴器兩端的電壓為 10V~12V,因此選取阻值為 R=10*100 Ω=1000 Ω=1KΩ.現(xiàn)就目前我司使用的一款 PA-2220B03 為例進(jìn)行說(shuō)明：其內(nèi)部等效電路如下圖所示：1. SPECIFICATIONS規(guī)格()PartNo.PA-2220B03Item(項(xiàng)目)Specifications[規(guī)格]Conditions[條件]Operatingvoltage(Vp-p)1~25Vp-p工作電壓MinSoundPressureLevelmin85dBAt2000Hz/9Vp-pSquare最小輸出聲壓Wave/10cmResonantFrequency(Hz)2.0±0.3kHz額定頻率OperatingTemperature(℃)-20~+70工作溫度StorageTemperature(℃)-30~+80儲(chǔ)存溫度CaseMaterial/ColorPPO/Black(聚苯醚，黑色)外殼材料及顏色阻燃等級(jí)：V0Weight(g)2.5g重量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件：溫度 25±3℃，濕度60±10%R.H.2. DIMENSIONS尺(寸)Unit:mm 未注公差:±0.53. FREQUENCYANDVOLTAGERESPONSE頻率曲(線圖)蜂鳴器聲級(jí)與驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系，接近線性關(guān)系：4. TESTMETHOD(測(cè)試方法)SOUNDPRESSURELEVEL,CONSUMPTION(聲壓測(cè)試線路圖)TESTCIRCUIT測(cè)(試電路)RELIABILITYTEST(可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目)ITEMMETHODOFTEST（試驗(yàn)方法）(項(xiàng)目)Afterbeingplacedinachamberwith＋80±2℃for2401DryHeatTesthoursandthenBeingplacedinnaturalconditionfor4(Storage)hours,buzzershallBemeasured..高溫放置試驗(yàn)在+80±2℃的溫濕里放置240小時(shí)后，再在室溫下放置4小時(shí)后測(cè)試Afterbeingplacedinachamberwith-30±2℃for2402ColdTesthoursandthenBeingplacedinnaturalconditionfor4(Storage)hours,buzzershallBemeasured..低溫放置試驗(yàn)在-30±2℃的溫濕里放置240小時(shí)后，再在室溫下放置4小時(shí)后測(cè)試

VARLANCEAFTERCONDITIONIN(標(biāo)準(zhǔn))3.4.5.6.7.

TemperatureCycleTest溫度循環(huán)試驗(yàn)HumidityTest耐濕性試驗(yàn)Operationlifetest工作壽命試驗(yàn)VibrationResistant耐振動(dòng)性DropTest跌落試驗(yàn)

Makethetestfor5cycleswithoutapplyingpowerasfigthenexposetotheroomtemperaturefor4hours不接電源按下圖做5個(gè)周期試驗(yàn)，然后室溫下放置4小時(shí)再測(cè)試Afterbeingplacedinachamberwith90to95%R.H.at40±2℃for240hoursandthenbeingplacedinnaturalconditionfor4hours,Buzzershallbemeasured.在濕度為90－95%，溫度為＋40±2℃的溫濕箱里放置240小時(shí)后，再在室溫下放置4小時(shí)后測(cè)試Hightemperaturelifetest.240hourscontinuousoperationat+80℃at9Vp-p/Duty50%2000HzRoomtemperaturelifetest.240hourscontinuousatroomtemperaturewith9Vp-p/Duty50%,2000HzLowtemperaturelifetest240hourscontinuousoperationat-30℃at9Vp-p/Duty50%2000HzBuzzershallbemeasuredafterbeingappliedvibrationofamplitudeof1.5mmwith10to55Hzbandofvibrationfrequencytoeachof3perpendiculardirectionsfor2hours.振動(dòng)頻率10~55Hz,振幅為1.5mm，朝X、Y、Z軸三個(gè)方向振動(dòng)2小時(shí)后測(cè)試Dropaproductnaturallyformtheheightof500mmontothesurfaceof100mmthickwoodenboard.Twodirections:Thisisupperandsideoftheproductaretobeappliedforthisdroptesttespectivelyonce.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(yàn)，觀察此產(chǎn)品能否承受跌落試驗(yàn)。

Thevalueofresonantfrequency/currentconsumptionshouldbein±10%comparedwithinitialones.TheSPLshouldbe85dB8SolderabilityLeadterminalsareimmersedinrosinfor5secondsandthenimmersedinsolderbathof+255±5℃for2±0.5.（焊接試驗(yàn)）secondsRELIABILITYTEST(可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目)以上面測(cè)試電路為例，通過計(jì)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1KΩ，蜂鳴器的等效電容為25000PF。VDC=9V。⑴則匹配電阻要滿足的放電時(shí)間為：t<1/2*1/2000S=250uSt=RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]=RC*ln9≈2*RC=2*0.000000025*R<250uS則R<5KΩ⑵ 要滿足三