蜂鳴器的原理與應用
發(fā)布時間:2011/10/6 11:20:20 訪問次數(shù):7593
1．電磁蜂鳴器的發(fā)音原理 MA152WA
要了解電磁蜂鳴器發(fā)音原理，首先應清楚信號的輸入與控制原理；再弄清楚蜂鳴器各部件的特性及工作時進入的狀態(tài)。下面就以電磁蜂嗚器在洗衣機中的應用為例來介紹它的發(fā)音。
電磁蜂嗚器能產(chǎn)生聲音，起主要作用的是三個部件：電感線圈、“E”字鐵芯、鋼質簧片。將這三個部件從它的結構中摘畫出來，如圖13-5所示。
鋼質簧片一端鉚接固定在鐵芯的一邊，稱為定端，另一端自然地處在中間鐵芯的上面，靠簧片自身彈力與鐵芯保持約2mm的距離，稱為動端。鋼質簧片與中間鐵芯的距離可通過調(diào)節(jié)旋鈕來改變。這是電磁蜂嗚器在未加信號時各部件所處的狀態(tài)。洗衣機上的電磁蜂鳴器多是以220V交流電源為信號，開關S是洗衣機總程序控制開關中的一個，當開關S閉合時，220V信號加到線圈上。開關S斷開時，就關斷線圈的信號源。
使用過洗農(nóng)機的人都知道，在設置的洗滌程序完成后，開關S立刻閉合，蜂嗚器隨即發(fā)出蜂鳴聲，提示使用者，洗衣工作已經(jīng)完成。在洗衣過程中，開關S是斷開狀態(tài)，所以蜂鳴器不發(fā)出蜂嗚聲。開關的合、開由總程序開關設定，這是洗衣機控制蜂鳴器工作的一般過程。
當線圈中通入信號電流時，就產(chǎn)生磁場。電流大則產(chǎn)生磁場強，電流小則產(chǎn)生磁場弱。電流方向改變，磁場極性就隨之改變。根據(jù)通電線圈的這一特性，就能分析電磁蜂鳴器的發(fā)聲原理。
當線圈中通入交流零值信號時，沒有電流產(chǎn)生，也不產(chǎn)生磁場，鋼質簧片處于無磁的自然狀態(tài)。當交流信號由零值向正半周變化時，線圈導通正向電流，產(chǎn)生如圖13-5所示方向的磁場，使中間鐵芯為磁場S極，鋼質簧片動端為磁場N極。在磁場力作用下，就把鋼質簧片動端吸近鐵芯。當交流電由正半周變到零值時，線圈又處于無磁狀態(tài)，鋼質簧片靠自身彈力恢復到原位。當交流電負半周到來時，線圈導通反向電流，產(chǎn)生的磁場方向也發(fā)生改變，中間鐵芯改變?yōu)镹極，鋼質簧片動端改變?yōu)镾極。又一次將鋼質簧片吸近中間鐵芯�？梢�，在交流電一個周期內(nèi)，鋼質簧片被吸近中間鐵芯兩次，稱為振動兩次。由于交流電頻率是50Hz，線圈通入交流電后，鋼質簧片振動頻率就為100Hz．在音頻范圍內(nèi)，鋼質簧片撞擊空氣產(chǎn)生的聲波就能使耳朵感覺到聲音，這就是電磁蜂鳴器的發(fā)音原理。
在鋼質簧片振動發(fā)出100Hz蜂鳴聲時，若調(diào)節(jié)蜂鳴器旋鈕改變調(diào)整桿斜面的方位，就可改變鋼質簧片與中間鐵芯的距離，從而控制簧片的振動幅度，調(diào)節(jié)蜂鳴聲大小。當使鋼質簧片與中間鐵芯距離變大時，振幅增大，產(chǎn)生蜂鳴聲增大。當使鋼質簧片與中間鐵芯的距離變小時，振幅減小，蜂鳴聲也減小。當將鋼質簧片調(diào)到壓在中間鐵芯上時，鋼質簧片就無法振動，蜂鳴器無聲。
2．電子蜂鳴器的發(fā)音原理
要了解電子蜂鳴器的發(fā)音原理，先得了解振蕩電路的工作原理。
圖13-6中電子蜂鳴器的兩個開關S1、S2是微動開關。S2為常閉開關，無人按動時始終閉合。S1為常開開關，無人按動時始終斷開。圖中電源電壓已通過開關S2、變壓器①～②端加在三極管VT的集電極與發(fā)射極之間。但由于S1斷開，三極管就無基極偏置電壓，因此三極管在常態(tài)下不導通電流，整個電路也不工作。
當按下S1時，電源正極便通過S2. R1和Sl加到三極管基極使之開始導通電流，電流回路及方向為：E+→T的①端→T的②端→VT的c極→VT的e極→E一。這表明變壓器初級線圈從①端向②端導通電流。由于電流是從無到有，從小到大的變化，所以產(chǎn)生了①端正、②端負的感應電動勢。由于變壓器①、③端是同名端，所以互感就使次級產(chǎn)生③端正、④端負的感應電壓。③端正電壓又通過R2、C反饋加到VT基極，使它很快進入飽和狀態(tài)，電流不再變化。變壓器次級③端正、④端負的感應電壓此刻隨之消失。這時，Sl斷開，R2、C又不反饋正電壓，三極管便退出飽和區(qū)進入放大區(qū)，再向截止趨勢變化。這使①端流向②端的電流變小，使感應電動勢變?yōu)棰诙苏�、①端負，互感又使次級產(chǎn)生③端負、④端正的感應電壓，再通過R2、C加到三極管基極，很快使VT進入截止。
就在三極管截止使初級線圈電流斷開的時刻，①、②端又產(chǎn)生①端正、②端負的反電動勢,次級線圈又產(chǎn)生③端正、④端負的感應電壓，通過R2、C加到三極管基極，再一次使三極管由截止變?yōu)閷ǎ笾芏鴱褪贾貜蜕鲜龉ぷ鬟^程，使電路進入振蕩工作狀態(tài)。
圖13-6中電路進入穩(wěn)定振蕩工作后，次級⑨、④端就產(chǎn)生一種頻率固定的音頻信號，加到壓電喇叭BL上，轉化成聲音信號，從而使電子蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。
如果將圖中電路裝入塑料殼中，就制成蜂嗚器產(chǎn)品。若將它做門鈴用，客人只要按一下開關Sl，就能觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，直到主人開門隨手接一下開關S2，才會關掉蜂嗚器。
3．音樂蜂鳴器的發(fā)音原理
要了解音樂蜂鳴器的發(fā)音原理，應著重了解音樂集成電路。
能夠驅動發(fā)音元件（喇叭、壓電陶瓷片）發(fā)出音樂聲的集成電路，稱為音樂集成電路。它是將音樂信息固化在集成電路內(nèi)的一種專用元件，只要將圖13-4所示的開關s按一下，就給②號電極加了觸發(fā)電壓。音樂集成電路就能將固化的樂曲從⑥號電極輸出，驅動壓電陶瓷片發(fā)出音樂聲。
音樂集成電路是一種專用元件，種類較多，能發(fā)出不同的音樂聲。例如，門鈴中應用的CIC-285型音樂集成電路，在觸發(fā)后能驅動喇叭發(fā)出“叮咚”鈴聲。在電子鐘內(nèi)應用的KD-482B型音樂集成電路，在觸發(fā)后先奏一首樂曲，然后再打點報時。又如在警車上應用KD-9561型音樂集成電路，在觸發(fā)后能從電器喇叭中發(fā)出警車聲。雖然它們不是蜂音，人們還是將這類器件歸為蜂鳴器之列。
1．電磁蜂鳴器的發(fā)音原理 MA152WA
要了解電磁蜂鳴器發(fā)音原理，首先應清楚信號的輸入與控制原理；再弄清楚蜂鳴器各部件的特性及工作時進入的狀態(tài)。下面就以電磁蜂嗚器在洗衣機中的應用為例來介紹它的發(fā)音。
電磁蜂嗚器能產(chǎn)生聲音，起主要作用的是三個部件：電感線圈、“E”字鐵芯、鋼質簧片。將這三個部件從它的結構中摘畫出來，如圖13-5所示。
鋼質簧片一端鉚接固定在鐵芯的一邊，稱為定端，另一端自然地處在中間鐵芯的上面，靠簧片自身彈力與鐵芯保持約2mm的距離，稱為動端。鋼質簧片與中間鐵芯的距離可通過調(diào)節(jié)旋鈕來改變。這是電磁蜂嗚器在未加信號時各部件所處的狀態(tài)。洗衣機上的電磁蜂鳴器多是以220V交流電源為信號，開關S是洗衣機總程序控制開關中的一個，當開關S閉合時，220V信號加到線圈上。開關S斷開時，就關斷線圈的信號源。
使用過洗農(nóng)機的人都知道，在設置的洗滌程序完成后，開關S立刻閉合，蜂嗚器隨即發(fā)出蜂鳴聲，提示使用者，洗衣工作已經(jīng)完成。在洗衣過程中，開關S是斷開狀態(tài)，所以蜂鳴器不發(fā)出蜂嗚聲。開關的合、開由總程序開關設定，這是洗衣機控制蜂鳴器工作的一般過程。
當線圈中通入信號電流時，就產(chǎn)生磁場。電流大則產(chǎn)生磁場強，電流小則產(chǎn)生磁場弱。電流方向改變，磁場極性就隨之改變。根據(jù)通電線圈的這一特性，就能分析電磁蜂鳴器的發(fā)聲原理。
當線圈中通入交流零值信號時，沒有電流產(chǎn)生，也不產(chǎn)生磁場，鋼質簧片處于無磁的自然狀態(tài)。當交流信號由零值向正半周變化時，線圈導通正向電流，產(chǎn)生如圖13-5所示方向的磁場，使中間鐵芯為磁場S極，鋼質簧片動端為磁場N極。在磁場力作用下，就把鋼質簧片動端吸近鐵芯。當交流電由正半周變到零值時，線圈又處于無磁狀態(tài)，鋼質簧片靠自身彈力恢復到原位。當交流電負半周到來時，線圈導通反向電流，產(chǎn)生的磁場方向也發(fā)生改變，中間鐵芯改變?yōu)镹極，鋼質簧片動端改變?yōu)镾極。又一次將鋼質簧片吸近中間鐵芯�？梢�，在交流電一個周期內(nèi)，鋼質簧片被吸近中間鐵芯兩次，稱為振動兩次。由于交流電頻率是50Hz，線圈通入交流電后，鋼質簧片振動頻率就為100Hz．在音頻范圍內(nèi)，鋼質簧片撞擊空氣產(chǎn)生的聲波就能使耳朵感覺到聲音，這就是電磁蜂鳴器的發(fā)音原理。
在鋼質簧片振動發(fā)出100Hz蜂鳴聲時，若調(diào)節(jié)蜂鳴器旋鈕改變調(diào)整桿斜面的方位，就可改變鋼質簧片與中間鐵芯的距離，從而控制簧片的振動幅度，調(diào)節(jié)蜂鳴聲大小。當使鋼質簧片與中間鐵芯距離變大時，振幅增大，產(chǎn)生蜂鳴聲增大。當使鋼質簧片與中間鐵芯的距離變小時，振幅減小，蜂鳴聲也減小。當將鋼質簧片調(diào)到壓在中間鐵芯上時，鋼質簧片就無法振動，蜂鳴器無聲。
2．電子蜂鳴器的發(fā)音原理
要了解電子蜂鳴器的發(fā)音原理，先得了解振蕩電路的工作原理。
圖13-6中電子蜂鳴器的兩個開關S1、S2是微動開關。S2為常閉開關，無人按動時始終閉合。S1為常開開關，無人按動時始終斷開。圖中電源電壓已通過開關S2、變壓器①～②端加在三極管VT的集電極與發(fā)射極之間。但由于S1斷開，三極管就無基極偏置電壓，因此三極管在常態(tài)下不導通電流，整個電路也不工作。
當按下S1時，電源正極便通過S2. R1和Sl加到三極管基極使之開始導通電流，電流回路及方向為：E+→T的①端→T的②端→VT的c極→VT的e極→E一。這表明變壓器初級線圈從①端向②端導通電流。由于電流是從無到有，從小到大的變化，所以產(chǎn)生了①端正、②端負的感應電動勢。由于變壓器①、③端是同名端，所以互感就使次級產(chǎn)生③端正、④端負的感應電壓。③端正電壓又通過R2、C反饋加到VT基極，使它很快進入飽和狀態(tài)，電流不再變化。變壓器次級③端正、④端負的感應電壓此刻隨之消失。這時，Sl斷開，R2、C又不反饋正電壓，三極管便退出飽和區(qū)進入放大區(qū)，再向截止趨勢變化。這使①端流向②端的電流變小，使感應電動勢變?yōu)棰诙苏�、①端負，互感又使次級產(chǎn)生③端負、④端正的感應電壓，再通過R2、C加到三極管基極，很快使VT進入截止。
就在三極管截止使初級線圈電流斷開的時刻，①、②端又產(chǎn)生①端正、②端負的反電動勢,次級線圈又產(chǎn)生③端正、④端負的感應電壓，通過R2、C加到三極管基極，再一次使三極管由截止變?yōu)閷�，之后周而復始重復上述工作過程，使電路進入振蕩工作狀態(tài)。
圖13-6中電路進入穩(wěn)定振蕩工作后，次級⑨、④端就產(chǎn)生一種頻率固定的音頻信號，加到壓電喇叭BL上，轉化成聲音信號，從而使電子蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。
如果將圖中電路裝入塑料殼中，就制成蜂嗚器產(chǎn)品。若將它做門鈴用，客人只要按一下開關Sl，就能觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，直到主人開門隨手接一下開關S2，才會關掉蜂嗚器。
3．音樂蜂鳴器的發(fā)音原理
要了解音樂蜂鳴器的發(fā)音原理，應著重了解音樂集成電路。
能夠驅動發(fā)音元件（喇叭、壓電陶瓷片）發(fā)出音樂聲的集成電路，稱為音樂集成電路。它是將音樂信息固化在集成電路內(nèi)的一種專用元件，只要將圖13-4所示的開關s按一下，就給②號電極加了觸發(fā)電壓。音樂集成電路就能將固化的樂曲從⑥號電極輸出，驅動壓電陶瓷片發(fā)出音樂聲。
音樂集成電路是一種專用元件，種類較多，能發(fā)出不同的音樂聲。例如，門鈴中應用的CIC-285型音樂集成電路，在觸發(fā)后能驅動喇叭發(fā)出“叮咚”鈴聲。在電子鐘內(nèi)應用的KD-482B型音樂集成電路，在觸發(fā)后先奏一首樂曲，然后再打點報時。又如在警車上應用KD-9561型音樂集成電路，在觸發(fā)后能從電器喇叭中發(fā)出警車聲。雖然它們不是蜂音，人們還是將這類器件歸為蜂鳴器之列。
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