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雪枫21 2017-3-14 17:06
最近在做一个产品需要有声音提示,客户提供了声音的频率要求和相关的声音demo文件,demo中的声音的蜂鸣器做的,所以我也打算用蜂鸣器来做,于是就在设计时采用了公司最常用的蜂鸣器和相应的驱动电路,但是电路出来后发现按照指定频率做出来的声音与demo中的声音差好远,demo中的声音比较尖锐(也有人说是清脆,个人感官的问题,就不较真儿了),而实际做出来的声音比较柔和不够清脆,这个声音的风格和公司常用风格还是很一致的,柔和听起来很舒服,但是不符合客户的要求,只能改。 最开始的思路是可能是蜂鸣器本身的原因,可能不同蜂鸣器在相同频率上的发声效果就会有偏差,需要调整一下频率来校正一下,于是就开始在指定频率附近调整频率参数,但是没有什么效果,后来直接找客户要来额他们录制demo声音的发声源,拿到手以后直接拿示波器抓其驱动的波形来看,波形的频率参数等和之前提供的要求是一致的,我又那示波器抓我自己做的驱动波形来看,频率参数也是一致的,但是波形上有很大差别,客户的PWM波形比较规整,而我的波形在上升和下降沿出均有很大毛刺,想了一些办法解决(用电阻电容并联在蜂鸣器管脚两端吸收其能量,或者是电阻和二极管配合提供一个能量消耗的回路)虽然有点效果,但并没有彻底解决问题,我也研究了一下客户提供的声音源的硬件电路,并没有太大的突破,一时没有了思路。 实在是没有什么太好的办法了,就去找两个不同蜂鸣器的Datasheet,打算对比一下蜂鸣器的差异,原来我用的是电磁式蜂鸣器,而客户提供的是压电式蜂鸣器,这两者的原理还是有一定差别的。 电磁式蜂鸣器,利用的的通电线圈的磁场来吸合金属片,电流消失磁场消失金属片复位,如此反复震动发声,我们通过控制电流的通断频率来控制发声的频率,由于电磁式蜂鸣器是电流驱动的器件,所以需要配以较大的电容来保证电流的供给,因为线圈的存在,导致通断瞬间产生较大的尖峰脉冲,这也是不可避免的,还需要二外的电路来处理这一尖峰,但是这一尖峰对发声效果及电路有多大的影响尚不可知,希望高手指点一下! 压电式蜂鸣器,是利用压电效应来产生机械振动发声的( 压电效应:某些 电介质 在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为 正压电效应 。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在 电介质 的 极化方向 上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为 逆压电效应 。Ps:此处来自百度 ),大多数压电式蜂鸣器正是利用了压电陶瓷的逆压电效应来制作的,由此可以看出压电式蜂鸣器是电压驱动型器件,驱动电流较小,因此也就不需要配备较大的电容,而且也没有线圈,通断电时的尖峰问题也就不存在了,我们可以通过控制电压的频率来控制蜂鸣器的发生频率。 以上两种蜂鸣器因其原理的不同而导致结构差异比较大,结构的不同又导致在外形上压电式的体积比电磁式的体积要大一些。 了解到以上的差别以后,认为其发声原理不同导致了声音上的差异,可能不是小幅度调整频率可以解决的,为了提高声音的尖锐程度,就在其提供的频率基础上大幅度提高频率,发现这个方法是有效的,但还不能达到高度的一致,也只是比较像而已,好在客户还算认可,也算完成了任务。 我把这次经历记录下来供大家讨论,抛砖引玉,希望有过蜂鸣器使用和调试经验的小伙伴们一起来讨论,也欢迎技术大牛多多指点!
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