蜂鸣器的原理

分类

  • 无源蜂鸣器
  • 有源蜂鸣器

这里的"源"不是电源,是震荡源

外观和内部结构

无源和有源外观略有差别

无源蜂鸣器发声原理

可以通过控制其振动频率来改变发出的声音,因此,无源蜂鸣器可以用于音乐的播放。

蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的,因此需要一定的电流才能驱动它

单片机IO引脚输出的电流较小,单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器,因此需要增加一个电流放大的电路。

三极管的作用为驱动,通过三极管放大驱动电流,从而可以让蜂鸣器发出声音。

电路图如下,如果要驱动无源蜂鸣器需要在三极管的基极(B)上加载不同频率的信号。

嗡鸣器原理图

对IO口进行电平翻转信号,可以做出“多来米发索拉西”多种音调(初中物理:发生体的震动快慢,男女生音调、暖壶)的效果。

电平翻转控制信号,是高低电平相间的方波

音调如何控制?

音阶与频率又有确定的对应关系,因此就可以做出来“do re mi fa sol la si”的效果。音调受震动频率控制,就等于控制信号的频率。频率越高音调越高,听起来越刺耳。所以软件可以控制!频率是通过控制定时时间来决定的! F = 1/T

声音大小(响度)如何控制?由硬件决定的,没法写代码去控制声音大小。

有源蜂鸣器

(1)内置震荡电路后形成有源蜂鸣器,发声原理和无源很像,但是只需要在三极管的基极(B)上给高电平就可以了。通过震荡,内部自动形成方波。 (2)当然有源蜂鸣器也可以用频率信号驱动!可以直接当无源用! (3)无源蜂鸣器的缺陷 不容易控制,必须控制好频率!而有源蜂鸣器方便程序控制 (4)无源蜂鸣器缺陷 成本较高!

人耳听见的频率

人耳可听的声音频率范围:20-20000Hz

频率应用

  • 1-200Hz声音很小
  • 200-300Hz有声音
  • 400Hz嘟
  • 500Hz滴
  • 600Hz音调变高
  • 700Hz音调变高
  • 800Hz音调变高
  • 2730Hz适合做滴的一声
  • 3000Hz最剌耳,声音大

让嗡鸣器唱歌

测试型号:FUET-9045-05

为什么蜂鸣器可以唱歌

音乐原理

  • 发声音调可变(频率)
  • 发声长度可变(节拍)

音符与频率对应关系

音符与频率对应关系

一首音乐组成

音符节奏分为一拍、半拍、1/4拍、1/8拍

我们规定一拍音符的时间为1;

半拍为0.5; 1/4拍为0.25; 1/8拍为0.125

所以我们可以为每个音符赋予这样的拍子播放出来,就是一首完整的音乐。