蜂鸣器分为电磁式及压电式的两大类
电磁式的蜂鸣器是用电磁的原理,通电时将金属振动膜吸下,不通电时依振动膜的弹力弹回。无源电磁式蜂鸣器以1/2方波驱动,电磁式蜂鸣器,用1.5V就可以发出85dB以上的音压了,唯消耗电流会大大的高于压电式,而在相同的尺寸时,电磁式的蜂鸣器,响应频率可以做的比较低。电磁式蜂鸣器的音压一般最多到90dB,压电的有些规格,可以达到120dB以上,尺寸较大的蜂鸣器也很容易达到100dB。
工作原理是:交流信号通过绕在支架上的线包在支架的芯柱上产生一交变的磁通,交变的磁通和磁环恒定磁通进行叠加,使钼片以给定的交流信号频率振动并配合共振腔发声。产品的整个频率和声压的响应曲线与间隙值、钼片的固有振动频率(可粗略折射为小钼片的厚度)、外壳(亥姆霍兹共振声腔)频率、磁环的磁强漆包线的线径有直接关系。
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;是以方波来驱动,有源压电式蜂鸣器内含驱动电路,只须加入对应的电压即能发声,蜂鸣器的电子参数可以根据需求制作。压电式蜂鸣器需要比较高的电压才能有足够的音压,一般建议为9V以上,额定电流一般为几mA,电磁式蜂鸣器电流一般在30mA~100mA左右,电流较大。
压电蜂鸣器是将高压极压化后的压电陶瓷片黏贴于振动金属片上。当添加交流电压后,会因为压电效应,而生成机械变形伸展及收缩,利用此特性使金属片振动而发出声响。
1、周边支持方式-将蜂鸣片外径边缘固定于共振腔内,一般采无回授式蜂鸣片,而其蜂鸣片须与共振腔频率搭配,才会有较高的音压输出,并由外部振荡电路生成推动信号,使蜂鸣器发出声音。
2、节点支持方式-将蜂鸣片固定于约与陶瓷片直径同尺寸的环形结构内。若共振腔设计得宜,并搭配频率正确的回授式蜂鸣片与正回授电路,将可生成较大音压及正确的频率。
有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的差别主要差别为:
有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的根本区别是产品对输入信号的要求不一样;
目前较常用的是一种有源蜂鸣器,内部有振荡、驱动电路。加电源就可以响。优点是用起来省事,缺点是频率固定了,就只一个单音。
有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电,通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路,能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号,从面实出磁场交变,带动钼片振动发音。但是在某些有源蜂鸣器在特定的交流信号下也可以工作,只是对交流信号的电压和频率要求很高,此种工作方式一般不采用。
无源蜂鸣器没有内部驱动电路,有些公司和工厂称为讯响器,国标中称为声响器。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的,因为磁路恒定,钼片不能振动发音。
在实际使用蜂鸣器时,区分是有源还是无源蜂鸣器,电磁式还是压电式。他们的区别是:
电磁无源蜂鸣属于感性负载器件,理想输入是正向方波通常记作:VO-P。压无源蜂鸣属于容性负载器件,理想输入是双向方波通常记作:VP-P。但是如果IC是反向器4049等,取一非门的输入和输出接蜂鸣器也是很理想的,只是有时IC的输出功率太小,声音达不到预期要求。如果蜂鸣器是作为高声压报xx的,普通的两引脚电感还不能满足要求,一般会采用三脚抽头电感,一般为10倍的升压比,有些高声压110dB以上的可能要用小功率变压器实现升压。
目前市场上最常见的电子磁式有源蜂鸣器有4种:
第1种是分体型采用软包封启动(邦定启动),这种蜂鸣器价格较便宜(市场价约0.30元左右,此价仅供参考);这种类型的蜂鸣器的性能不稳定,受环境影响较明显,如在运输过程中振动、在生产线上焊接(这种产品不能过波峰焊或浸锡)、在温度过高(60度)或过低(-20度)的环境中使用;及抗干扰性差,如周边有磁性元件(中周、线圈电感、变压器、磁铁等),以上情形都会影响蜂鸣器的音质,轻则变音沙音或时响时不响重则无音,这种蜂鸣器较适合低端电子电器产品使用。
第2种是分体型采用硬包封启动(组合管启动),这种蜂鸣器价格适中(市场价约0.45元左右,此价仅供参考);这种蜂鸣器稳定性能比{dy}种较好。这种蜂鸣器较适合中端电子电器产品使用。
第3种是一体型采用硬包封单管启动(1个组合管启动),这种蜂鸣器价格中上(市场价约0.65-1.00元,此价仅供参考)这种蜂鸣器对环境适应性较好,可过波峰焊及浸锡,但抗干扰性能不理想。
第4种是一体型采用硬包封双管启动(2个组合管启动),这种蜂鸣器价格较高(市场价1.00-2.00元左右,此价仅供参考)这种类型蜂鸣器通常用耐高温的塑料外壳及抗干扰线圈、磁环来生产,这种对环境适应性能好,不良率低。适合中xx电子电器产品使用。
以上4种蜂鸣器在使用过程中出现的不良情形通常有以下几种:
1种是没有安装前就不响,这是属蜂鸣器本身质量不行(这种情形第1种蜂鸣器发生的机率较多)。
2种是焊接后出现无音或时响时不响,这种情形可能是焊接过程中使用的烙铁功率过大(建议用20-30W的烙铁)或时间过长(建议3秒内完成一个焊点)导致蜂鸣器的针脚与线圈的焊接点受热熔化后虚焊。
3种是焊接后蜂鸣器鸣叫过程中出小声、无音或沙音变调,这种情形可能是启动蜂鸣器的电流过小或过大(蜂鸣器正常工作电流20-30mA)导致蜂鸣器不能正常鸣叫。
4种是蜂鸣器使用一段时间后出现变音或无音,这种情形可能是蜂鸣器的连续鸣叫时间过长(蜂鸣器连续鸣叫时间不能超过8-10小时,否则会变音或烧坏)或是蜂鸣器受环境影响。
5种是蜂鸣器焊接后在电线板上工作时就出现变调或无音但拆下来用直流稳压电源测试则没有问题,这种情形可能是蜂鸣器受到干扰。以上5种情形是蜂鸣器使用过程中最容易出现的故障,其它故障情形在此就不再作描述了。在选购蜂鸣器时不能刚看价格,而忽略自己电路的特性。要根据自己电子产品线路的设计特性来选购蜂鸣器,这样方可有效避免以上5种情形的不良现像。如果电子产品线路设计对电子元件电流损耗有较严格的要求,蜂鸣器的启动电流低于10mA时可以找蜂鸣器厂商匹配低电流损耗的蜂鸣器。