专利名称：一种压电蜂鸣器的音量控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体指一种适用于工作频率波形为矩形波的，以直流电压控制压电蜂鸣器的音量控制电路。
背景技术：
就目前的技术手段而言，控制压电蜂鸣器的音量，通常使用微处理器的数/模(D/ A)转换通道，或者用一个由若干位寄存器控制的电阻衰减网络实现，寄存器宽度的选取取决于压电蜂鸣器的音量控制的精度。例如一个4位的寄存器一电阻器网络可以产生16级的输出电平。电路结构复杂，使用元器件较多。
发明内容本实用新型的目的为克服上述现有技术存在的某种缺失或不足，具体指在不具备 “数/模(D/A)转换通道”的应用场合，提供一种以电压(可以由“脉冲宽度调制PWM方法产生)控制压电蜂鸣器的音量控制电路由输入可变增益直流电压控制电路，输入音频信号固定增益放大电路，压电蜂鸣器谐振阻尼电路以电信号连接构成。具有两个输入端口的压电蜂鸣器的音量控制电路，包括5个电阻器和一个运算放大器。是一个简单的、低成本的、方便使用微处理芯片控制的压电蜂鸣器的音量控制技术方案及电路形式。本实用新型电路工作原理(如附图1所示)简述如下电阻器Rl、R2构成第一电压分压器电阻器R1、R2用以决定放大电路的电压控制增益，使得当端口 A输入电压为0时， 端口 C获得最高输出振幅(V。。)，即对应压电蜂鸣器的最大音量；当端口 A输入电压为Vdd时， 端口 C输出为零振幅，即对应压电蜂鸣器的最小音量。其中，Vdd是端口 A、B输入的最大振幅。电阻器R3、R4构成第二电压分压器电阻器R3、R4用以决定输入音频信号的固定放大增益，使得从端口 B输入的振幅为Vdd的驱动压电蜂鸣器的工作频率信号能够在端口 C获得最高输出振幅(Vrc)。根据实际工作效果的需要，从端口 B输入的工作频率信号可以是变频率的、变占空比的，以适应不同尺寸、不同特性的压电蜂鸣器产品。电阻器R5起阻尼压电蜂鸣器BZ谐振的作用。连接方式，其中端口 A输入直流电压，用以控制压电蜂鸣器的音量；端口 B输入压电蜂鸣器的矩形波频率信号，其频率、占空比均可变；驱动压电蜂鸣器的信号从端口 C输出；其中，电阻器R5起阻尼压电蜂鸣器BZ谐振的作用；压电蜂鸣器另一端连接到地电平GND。端口 A的输入为O-Vdd的直流电压；[0017]端口 B的输入为矩形波电压，振幅O-Vdd ；端口 C输出为矩形波电压，振幅0-V。。，输出频率、相位同端口 B—致。端口 C输出0V——对应于端口 A输入为Vdd ；端口 C输出VCC——对应于端口 A输入为OV ；本实用新型的电路连接关系端口 A连接电阻器Rl-I ；电阻器R1-2连接电阻器R2-1、运算放大器U-3 ；电阻器R2-2连接电阻器R5-1、运算放大器U-4 ；端口 B连接电阻器R3-1 ；电阻器R3-2连接电阻器R4-1、运算放大器U-1 ；电阻器R4-2连接到地电平GND ；端口 C连接电阻器R5-2 ；综上所述，本实用新型解决了用直流电压控制压电蜂鸣器音量的课题。具有元器件少、结构简单、功耗低和控制容易等特点。
图1为本实用新型的工作原理图；图2为本实用新型的一个实施例原理图；图3-1至图3-4为本实用新型实施例中不同工作状态下的波形图。附图标记号说明U =CMOS运算放大器，型号-BU7241G。主要特点是“轨-轨”输入/输出电压特性；R1、R3 电阻器，电阻值100千欧姆；R2、R4 电阻器，电阻值150千欧姆；R5 电阻器，电阻值470欧姆；R6 电阻器，电阻值10千欧姆；C 电容器，电容量1. 0微法；BZ 压电蜂鸣器，型号-PKMl3EPYH4002，等效电容值约5. 5纳法。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述本实用新型的一个实施例(如附图2所示)是一种具有两个输入端口的压电蜂鸣器的音量控制电路。由输入可变增益直流电压控制电路，输入音频信号固定增益放大电路， 压电蜂鸣器谐振阻尼电路以电信号连接构成。所述的输入可变增益直流电压控制电路，由第一分压器和运算放大器U以电信号连接组成；所述的输入音频信号固定增益放大电路，由第二分压器和运算放大器U以电信号连接组成。其中运算放大器电源电压Vcc = 5V ；[0047]端口 B、D输入信号最大电压振幅Vdd = 3. 3V ；端口 D可以直接输入脉冲宽度调制(PWM)信号，通过电阻器R6、电容器C构成的积分电路转换成直流电压，经端口 A输入，用以控制压电蜂鸣器的音量；端口 B输入压电蜂鸣器的矩形波频率信号，其频率、占空比均可变；驱动压电蜂鸣器的信号从端口 C输出；压电蜂鸣器一端连接到端口 C，另一端连接到地电平GND ；其中，电阻器R5起阻尼压电蜂鸣器BZ谐振的作用。端口 B、D的输入均为矩形波电压，振幅为0-3. 3V ；端口 C输出为矩形波电压，振幅为0-5V，其频率、相位同端口 B —致；端口 C输出振幅0V——对应于端口 D的占空比100% ；端口 C输出振幅5V—一对应于端口 D的占空比0% ；本实用新型的实施例电路连接关系端口 D连接电阻器R6-1 ；电阻器R6-2连接电容器C-I、电阻器R1-1 ；电容器C-2连接到地电平GND ；电阻器R1-2连接电阻器R2-1、运算放大器U-3 ；电阻器R2-2连接电阻器R5-1、运算放大器U-4 ；电阻器R5-2连接压电蜂鸣器BZ-2 ；压电蜂鸣器BZ-I连接到地电平GND。端口 B连接电阻器R3-1 ；电阻器R3-2连接电阻器R4-1、运算放大器U-1 ；电阻器R4-2连接到地电平GND ；结合本实用新型一个实施例的波形图分析附图3-1记录了对应输入端口 D的占空比为条件下的输出波形Ch2 端口 B的输入电压波形；频率为4千赫；振幅为3. 3伏；Ch3 端口 D的输入电压波形；频率为4千赫；占空比为；振幅为3. 3伏；Ch4 端口 C的输出电压波形；振幅为4. 6伏；频率、相位与端口 B的一致；附图3-2记录了对应输入端口 D的占空比为40%条件下的输出波形Ch2 端口 B的输入电压波形；频率为4千赫；振幅为3. 3伏；Ch3 端口 D的输入电压波形；频率为4千赫；占空比为40% ；振幅为3. 3伏；Ch4 端口 C的输出电压波形；振幅为2. 8伏；频率、相位与端口 B的一致；附图3-3记录了对应输入端口 D的占空比为80%条件下的输出波形Ch2 端口 B的输入电压波形；频率为4千赫；振幅为3. 3伏；Ch3 端口 D的输入电压波形；频率为4千赫；占空比为80% ；振幅为3. 3伏；Ch4 端口 C的输出电压波形；振幅为1. 0伏；频率、相位与端口 B的一致；附图3-4记录了对应输入端口 D的占空比为99%条件下的输出波形Ch2 端口 B的输入电压波形；频率为4千赫；振幅为3. 3伏；Ch3 端口 D的输入电压波形；频率为4千赫；占空比为99% ；振幅为3. 3伏；Ch4 端口 C的输出电压波形；振幅为0. 1伏；频率、相位与端口 B的一致；[0084]端口 C的输出电压实测振幅与理论计算值之间的误差主要由两部分组成①、由R6与C组成的积分电路的直流内阻R6对运算放大器增益带来的误差；②、由阻尼电阻器R5与压电蜂鸣器等效电容值的分压作用产生的误差。本实用新型主要特点一、控制方法简单，音量调节范围大，音量调节与频率调节完全独立，互不相扰，控制特性好。二、功耗低。本实用新型的实施例电路在输出振幅最大时，Vcc(+5V)电源的消耗电流实际测量值小于0.3毫安。三、仅适用于工作频率波形为矩形波的场合。
权利要求1.一种压电蜂鸣器的音量控制电路，其特征是由输入可变增益直流电压控制电路， 输入音频信号固定增益放大电路，压电蜂鸣器谐振阻尼电路以电信号连接构成。
2.如权利要求1所述的一种压电蜂鸣器的音量控制电路，其特征是所述的输入可变增益直流电压控制电路，由第一分压器和运算放大器以电信号连接组成；所述的输入音频信号固定增益放大电路，由第二分压器和运算放大器以电信号连接组成。
3.如权利要求1、2所述的一种压电蜂鸣器的音量控制电路，其特征是所述的第一电压分压器由电阻器Rl、R2组成；所述的第二电压分压器由电阻器R3、R4组成； 所述的压电蜂鸣器谐振阻尼电路由电阻器R5组成。
4.如权利要求1、2所述的一种压电蜂鸣器的音量控制电路，其特征是 端口A为音量控制电压输入端口；端口B为工作频率输入端口；端口 C为输出端口，并且端口 A与电阻器Rl-I连接；电阻器R1-2与电阻器R2-1、运算放大器U-3连接；电阻器R2-2与电阻器R5-1、运算放大器U-4连接；端口 B与电阻器R3-1连接；电阻器R3-2与电阻器R4-1、运算放大器U-I连接；电阻器R4-2与地电平GND连接；端口 C与电阻器R5-2连接。
专利摘要本实用新型一种压电蜂鸣器的音量控制电路，具体指一种适用于工作频率波形为矩形波，以直流电压控制压电蜂鸣器的音量控制电路，涉及电子电路技术领域。本实用新型具有两个输入端口的压电蜂鸣器的音量控制电路，其中，一个输入矩形波频率信号，根据需要其频率、占空比均可变；另一个输入直流电压信号，用以控制输出电压的振幅值，以达到控制压电蜂鸣器音量的效果。该电路由输入可变增益直流电压控制电路、输入音频信号固定增益放大电路、压电蜂鸣器谐振阻尼电路以电信号连接构成。包括5个电阻器和一个运算放大器。是一个简单的、低成本的、方便使用微处理芯片直接控制的压电蜂鸣器的音量控制技术方案。
文档编号H04R3/00GK202261768SQ20112023182
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者陈耀华 申请人:上海富士施乐有限公司