蜂鸣器共振频率的压电驱动器
日期:2009-09-13 14:38:48来源:点击:334 次
蜂鸣器共振频率的压电驱动器
压电蜂鸣器作为音频信号发生器有着广泛的用途，因为它们功耗低，声音清晰而有穿透力。蜂鸣器的外部驱动电路或自驱动电路要求振荡于压电元件的共振频率。压电元件在其共振频率处提供最大的声压输出。但是，一只压电元件的共振频率有最大 ±15% 的公差。因此，调谐到标称频率的外部驱动电路很可能失去实际的谐振点。本设计是一个压电元件的外部驱动电路，它会自动找到实际的谐振频率。
工作原理如下：当在一只压电元件两端施加一个交流电压时，元件开始振动。如果去掉激励电压，则振动会以一种阻尼方式持续下去，直至全部停止。这些残余振动会在压电元件的两端上产生阻尼振荡。如果激励信号接近谐振频率，则振动会更强，残余振荡会持续更久。确定实际共振频率的方法就是尝试标称共振频率附近的所有频率，并且比较各个残余振荡的持续时间。
在本设计中，Microchip 的 PIC18F452 微控制器通过其 I/O 脚 RB4 和 RB3 驱动压电元件。开始时 RB3 设为零，RB4 设为 1，每半个周期两者翻转，产生一个不断变化的 0V DC 偏移的压电电压（VP）。在 10 个周期后，RB3 保持为低，RB4 则作为一个输入，用于统计 VP 的低-高与高-低转换次数。端口 B 使能“端口变化中断”功能 10 ms 时间，使中断服务例程中一个计数器的读数增加，统计压电电压变化的次数。程序清单1 演示了这一功能。程序对所有可能的频率重复这些步骤，并判断出对应于最大转换数的频率，这就是共振频率。这种方法可以很容易扩展到多共振频率的情况。
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