一种常见的蜂鸣器驱动电路

Hello，大家好，今天我们聊一聊众多工程师眼里似乎毫不起眼的蜂鸣器(Buzzer, Beep)。 首先来看一下最常见的蜂鸣器驱动电路，也就是将蜂鸣器串联在三极管开关电路中，如下图所示。 其中R1为限流电阻，R2作为下拉电阻，一方面可以在输入信号悬空时保证三极管处于截止状态，另一方面也可以提升高电平门槛电压(如果没有R2，输入电平大于约0.7V即有可能使三极管导通，抗干扰能力不佳)。 当然，也有使用PNP三极管驱动的，基本结构差不多，此处不赘述。

 

 

那么，D1是做什么的呢? 有经验的粉丝很快就会说：续流二极管(详情见文章末尾相关链接文章)! 然也! 但是，为什么很多相似的驱动电路并没有添加这个二极管呢? 如果这个二极管可以不需要，那到底什么时候需要，什么时候不需要呢? 网络上也是众说纷纭，到底哪个说法是正确的呢?

为什么寻觅问题的答案，我们先大致了解一下目前市面上主流蜂鸣器的类别。 从发声源的类型来看，蜂鸣器主要分为 压电式(piezoelectric type) 与 电磁式(electromagnetic type) 。 压电式蜂鸣器的发声源通常是指压电陶瓷片( piezoelectric ceramics )，在其两个电极上施加交流信号，其本身就会因径向振动而发声。 电磁式蜂鸣器可以理解为一个扬声器，也包含电磁线圈、磁铁与振动膜片等部件(当然，频率响应特性要比扬声器差得多，因为蜂鸣器通常只在简单发声场合使用，所以仅在某个比较窄的频率范围内的电声功率转换效率较高)。

压电陶瓷片可以理解为一个电容，所以三极管驱动压电式蜂鸣器自然不需要续流二极管，而电磁式蜂鸣器存在电磁线圈，在三极管由导通至关断情况下就得避免反向电动势的产生，所以电磁式蜂鸣器就必须得并联续流二极管吗? 也不一定!

按照内部是否存在“振荡电路”，蜂鸣器还可以分为有源与无源 。 有源蜂鸣器内部已经包含了振荡电路(通常是低频正弦波振荡电路)，这种蜂鸣器只要给它供电就会持续发声，使用非常简单，但频率(音调)一般都是固定的。 由于驱动信号为正弦波(或类正弦波)，即便蜂鸣器是电磁式，外部三极管驱动电路 也不需要添加续流二极管 。

无源蜂鸣器内部没有振荡源，所以(在其它参数相同的情况下)要便宜一些。 但是，要使其发声就得施加一定频率的脉冲信号(PWM驱动信号比较常见，直流电压无法正常发声)，而且控制脉冲频率可以使蜂鸣器发出不同的音调(“哆来咪发梭拉西”)，控制占空比可以在一定范围内调节音量。 也就是说，使用三极管驱动 无源电磁式蜂鸣器时，续流二极管通常是必须的， 如果是无源压电式蜂鸣器，续流二极管也不需要添加(当然，驱动电路也会有所不同，上图所示驱动电路将无法使其正常工作)

总的来说， 有源蜂鸣器不需要添加续流二极管，只有使用三极管驱动无源电磁式蜂鸣器才需要添加 。 当然，有些工程师在原理图设计时添加续流二极管只是为了兼容两种蜂鸣器应用。

好了，简单讨论了续流二极管的问题，那么，有源蜂鸣器的具体结构怎么样呢? 有源压电与电磁式蜂鸣器的振荡源电路又是怎么样的呢? 常用蜂鸣器的工作频率在什么范围呢? 共鸣腔是什么? 为什么说无源压电式蜂鸣器串联在三极管开关电路中无法工作呢? ... 咱们下一节再会吧!