第三章2三极管和蜂鸣器
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一种低成本无源蜂鸣器的设计在实际的应用中,虽然有源蜂鸣器控制简单,缺陷是成本比较高,在潮湿的环境用久了,容易损坏。
而无源蜂鸣器弥补了有源蜂鸣器缺点,但问题是无源蜂鸣器需要PWM驱动。
在系统的设计中,微控制器的PWM资源往往是比较紧张的,同时使用PWM驱动也加大了软件开发的难度。
接下来笔者将引领大家学习如何设计一个无需PWM也能驱动无源蜂鸣器的低成本电路。
1.1 无源蜂鸣器常规驱动电路图1 无源蜂鸣器常规驱动电路如图1所示,此图为无源蜂鸣器的常规驱动电路。
需要在输入端输入一定频率PWM的信号才能使蜂鸣器发声。
为了解放PWM资源,实现简单控制,必须如有源蜂鸣器一样提供一个振荡电路。
而有源蜂鸣器主要使用LC振荡,如果要实际搭建此电路,电感参数比较难控制,而且成本高。
此时,自然会想到简易的RC振荡,而由三极管构成的RC多谐振荡电路显然是一个不错的选择。
1.2 三极管多谐振荡电路图2 三极管多谐振荡电路三极管多谐振荡的通用电路如图2所示。
这个电路起振的原理主要是通过电阻与电容的充放电使三极管交替导通。
首先,在电路上电时,分别通过R1与R4对电容C1与C2进行充电。
由于三极管元件的参数不可能完全一致,可以假设三极管Q1首先饱和导通,由于电容两端的电压不能突变,Q2的B极此时变成负压,Q2截止,Vo端输出高电平;C1通过R2进行充电,当C2的电位使BE极正向偏置时,Q2导通,Vo端输出低电平;同理C2电容两端电压不能突变,Q1的B极电压变为负压,此时Q1截止。
这样循环往复,使在Vo端输,一定频率的方波信号。
如图3所示,笔者使用示波器截取了Q1与Q2的B极和E极的波形,可以发现与上面的分析是吻合的。
图3 多谐振荡电路充放电波形从以上的分析可以看出,Vo的输出信号频率受到R2与C1,R3与C2充放电速度的控制。
假设,以Q2的C极作为信号的输出,R2与C1的充电时间T1决定了输出信号高电平时间,而R3与C2的充电时间T2决定了信号输出低电平时间。
四款蜂鸣器驱动电路原理图
本文主要讲了五款蜂鸣器驱动电路原理图,下面就来学习学习吧。
蜂鸣器驱动电路图一:
典型的蜂鸣器驱动电路,蜂鸣器驱动电路一般包含:一个三极管、一个蜂
鸣器、一个续流二极管、一个滤波电容。
1、蜂鸣器:发声元件,在其两端施加直流电压(有源蜂鸣器)或者方波(无源蜂鸣器)就可以发声,其主要参数是外形尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、驱动方式(直流方波)等。
这些都需要根据需要进行
选择。
2、续流二极管:蜂鸣器本质上是一个感性元件,其电流不能瞬变,因此必须有一个续流二极管提供续流。
否则,在蜂鸣器两端会产生几十伏的尖峰电压,可能损坏三极管,并干扰整个电路系统的其他部分。
3、滤波电容:作用是滤波,滤除蜂鸣器电流对其他部分的影响,也可以改善电源的交流阻抗,如果可能,最好是再并联一个220uF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,使蜂鸣器发声;而基极低电平则使三极管关闭,蜂鸣器停止发声。
蜂鸣器驱动电路图二:
根据下面四幅图分析可以看出图1和图3采用的是NPN型三极管驱动,而图2和图4采用的是PNP型三极管驱动。
若采用图1和图3的方法进行驱动,蜂鸣器工作电压只要不超过管子的极限参数即可随时取用。
像图1,采用这种方法驱动蜂鸣器,再用编程控制器的I/O口进行控制,蜂鸣器都能响;但相对于图3电路图而言,采用图1方式接,蜂鸣器没有图3。