Пьезоэлектрические и электромагнитные зуммеры: сравнительный анализ

Зуммер является распространенным звукоизлучающим компонентом, широко используемым в различных электронных устройствах для сигнализации или напоминания. Зуммеры можно встретить в стиральных машинах, микроволновых печах, миксерах, будильниках, радиоуправляемых машинах, калькуляторах и многом другом. Зуммер также известен как генератор звука, звуковая сигнализация или звуковой индикатор и представляет собой базовое аудиоустройство, которое может генерировать звук на основе входящего электрического сигнала.

1. Типы зуммеров

Существует два основных типа зуммеров: электромагнитные и пьезоэлектрические.

2. Пьезоэлектрические зуммеры

2.1. Принцип работы

Пьезоэлектрические зуммеры генерируют звук с помощью пьезоэлектрического чипа. Чип изготовлен из пьезокерамики и требует нанесения электродов с обеих сторон для обеспечения электропроводности. При подаче переменного сигнала на пьезоэлектрический чип возникает механическая деформация и вибрация благодаря пьезоэффекту. Эта вибрация воздействует на металлическую пластину, прикрепленную к пьезокерамике, производя звук.

2.2. Управление и характеристики

Пьезоэлектрические зуммеры требуют сигнала прямоугольной формы для генерации звука, а для получения более громкого звука необходимо более высокое напряжение. Для управления пьезоэлектрическим зуммером могут использоваться транзисторы NPN или PNP, а также необходимо параллельное подключение резистора для согласования импеданса.

Пьезоэлектрические зуммеры обладают следующими характеристиками:

• Рабочее напряжение от 3 до 250 В
• Потребляемый ток менее 30 мА
• Резонансная частота от 2 до 6 кГц

2.3. Конструкция

Пьезоэлектрический зуммер состоит из пьезоэлемента — керамического диска, прикрепленного к металлической пластине. Пьезоэлемент имеет два серебряных электрода с обеих сторон для электрического контакта. Вся конструкция может быть заключена в пластиковый корпус с драйвером или без него.

3. Электромагнитные зуммеры

3.1. Принцип работы

Электромагнитные зуммеры используют электромагнитную катушку для приведения в движение металлической диафрагмы и генерации звука. Поэтому электромагнитные зуммеры имеют внутри катушку и магнит. При подаче питания на катушку она притягивает металлическую диафрагму, заставляя ее вибрировать и производить звук.

3.2. Управление и характеристики

Электромагнитные зуммеры лучше всего управляются сигналом 1/2 квадратной волны для достижения оптимальной производительности. Они требуют более низкого напряжения, но большего тока по сравнению с пьезоэлектрическими зуммерами.

Электромагнитные зуммеры обладают следующими ключевыми характеристиками:

• Рабочее напряжение от 1,5 до 30 В
• Потребляемый ток до 100 мА и более
• Резонансная частота от 1 до 3 кГц

3.3. Конструкция

Электромагнитные зуммеры содержат электромагнитные компоненты вместо пьезоэлектрических. Внутри зуммера находится катушка, подключенная к цепи, создающей магнитное поле. Также зуммер содержит гибкий ферромагнитный диск. Вся конструкция housed в пластиковом корпусе.

4. Сравнительный анализ

4.1. Резонансная частота

Каждый материал имеет specific частоту вибрации. Driving материал на его резонансной частоте позволяет получить самый громкий звук при наименьшей входной мощности. Пьезоэлектрические зуммеры обычно имеют более высокие резонансные частоты по сравнению с электромагнитными.

4.2. Уровень звукового давления

Уровень звукового давления (SPL) — это отклонение от атмосферного давления, вызванное звуковой волной. Обычно измеряется в паскалях или децибелах и пропорционален входному напряжению.

4.3. Частотная характеристика

Пьезоэлектрические зуммеры демонстрируют более линейную зависимость между входной частотой и выходной аудио мощностью, в то время как электромагнитные зуммеры имеют менее линейную зависимость. Поэтому пьезоэлектрические зуммеры обычно имеют более широкий доступный частотный диапазон.

5. Критерии выбора

5.1. Пьезоэлектрический зуммер

• Больший частотный диапазон и значение SPL
• Более высокая резонансная частота
• Более высокое рабочее напряжение
• Более низкие требования к току

5.2. Электромагнитный зуммер

• Меньший частотный диапазон и значение SPL
• Более низкая резонансная частота
• Может работать при более низком напряжении
• Требует более высокого тока

6. Продукция HE-SHUAI

Компания HE-SHUAI производит высококачественные пьезоэлектрические зуммеры и пьезокерамические элементы для различных применений. Наши изделия отличаются надежностью, стабильностью характеристик и длительным сроком службы.

Получите консультацию по выбору подходящего зуммера для вашего применения. Наши специалисты помогут подобрать оптимальное решение на основе пьезокерамических или электромагнитных технологий.