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驱动无源蜂鸣器低成本电路,如何设计可无需PWM?

更新时间:2020-10-15 16:03:38  浏览次数:   【加入收藏】

之前的文章,给大家展示了本网站产品的一些知识,大家是否在期待本文章提到的无源蜂鸣器又有怎样的精彩呢?

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。而无源的弥补了有源蜂鸣器缺点,但问题是无源需要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也能驱动无源低成本电路。

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。

三极管多谐振荡电路

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。

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。接下来,就可以进行电路参数设计了。而笔者手中的蜂鸣器振荡频率全是2.4KHz的,所以此处只计算此频率的参数。

驱动电路改进

上面的振荡电路已经有了,下面又该如何驱动并且控制呢?其实,只需要将电路进行简单修改即可实现目的。

第一,将原电路R4替换成为蜂鸣器,并在蜂鸣器两端并联二极管。通过实际的电路测量,并没有产生尖峰脉冲,所以去掉此电容。

蜂鸣器两端的续流二极管的选择十分的重要。如果二极管选择不当,可能会引起蜂鸣器电路的不稳定。通常使用的1N4148开关二极管,可能会使电路的充电回路不稳定,使蜂鸣器的发声比较嘶哑。在此电路中笔者建议二极管最好选择肖特基类型的二极管。

第二,为电路加入了一个控制端。在实际的电路中,不能让蜂鸣器一直鸣叫,所以需要进行控制。控制电路,笔者想到了两种,读者也可以发挥自己的想象,改进电路。

(1)在Q的B极通过一个小的电阻接到单片机的IO口

(2)使用一个二极管对电路电路进行隔离

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