為當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)選擇合適的音頻轉(zhuǎn)換器

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)中，聲音報(bào)警已經(jīng)成為基本的功能。無(wú)論是高音安全警報(bào)器，還是可以發(fā)出的嘀嘀聲的條形碼掃描器，這些產(chǎn)品已經(jīng)成為了我們生活中的一部分。

人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了不同類型的音頻報(bào)警設(shè)備，來(lái)滿足各種各樣的設(shè)計(jì)需求。這些報(bào)警設(shè)備在體積、電功率和聲音覆蓋范圍等方面各不相同，可以作為蜂鳴器、警笛、訊響器、警報(bào)器或揚(yáng)聲器使用。

選擇音頻轉(zhuǎn)換器的考慮要點(diǎn)

為了給特定的設(shè)計(jì)選擇最好的音頻變換器，機(jī)械結(jié)構(gòu)工程師和電子設(shè)計(jì)工程師之間就必須緊密協(xié)作。與其他電子部件不同，音頻器件的音頻特性和它的物理尺寸之間的相互影響是非常大的。

電子工程師選擇預(yù)期的頻率和基于報(bào)警聲所覆蓋距離范圍的音頻輸出聲級(jí)（SPL）。機(jī)械結(jié)構(gòu)工程師也必須決定安裝音頻器件的空間是否足夠，以及哪種安裝方式最有利于生產(chǎn)。一旦這些得到解決，就必須考慮電源是如何供給的。它是交流電源供電，如線性電源，還是直流電源供電，如電池供電等。

下一個(gè)步驟就是選擇哪種可獲得的技術(shù)最適合這些已經(jīng)建立的標(biāo)準(zhǔn)，如電子蜂鳴器、電聲型音頻轉(zhuǎn)換器或者壓電型音頻轉(zhuǎn)換器等，如表1所示。

不同類型的器件選擇

當(dāng)工程師為某個(gè)產(chǎn)品線設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)程控制器時(shí)，可以選擇使用電子蜂鳴器，如BR2818L-12或者相似類型的，因?yàn)樗鼈兊墓ぷ黝l率很低（400Hz）。這種頻率的聲音可傳得很廣，而且在非常嘈雜的工廠環(huán)境中也可以聽(tīng)到。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)加油站的油泵控制器時(shí)，這種低頻率的聲音效果更好，因?yàn)榧佑驼舅幍氖菓敉猸h(huán)境。在這兩種應(yīng)用中，法蘭結(jié)構(gòu)和軟引線提供了多種安裝選擇，可以適合不同的安裝要求。

對(duì)于醫(yī)療儀器和電聲類型的器件，BRT2821P-12等是最合適的，由于其2800Hz的頻率指向性很強(qiáng)，而且覆蓋范圍很窄?？梢栽卺t(yī)院的病床邊就聽(tīng)得到，但不會(huì)打擾在同一房間的其他患者。這種器件通常只需要少量的電能，因此為僅吸入40mA電流的器件供電是不成問(wèn)題的。該器件的引腳類型也特別適合PCB板的插入式安裝，同時(shí)也提供軟引線的類型。

壓電類型的器件，如BRP3018P-12-C，厚度很薄，這在產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是非常有用的，設(shè)備吸入10mA的低電流也更重要，這點(diǎn)特別適合電池供電的設(shè)備，如便攜手持儀表等產(chǎn)品。在這些應(yīng)用中，2000Hz的頻率被認(rèn)為是近似完美的聲音，因?yàn)樗粫?huì)使用戶或周圍的人感到吵鬧。

相同類型的器件選擇

在上面提到的技術(shù)類型中，也有許多其他選擇，在壓電類型器件中可以獲得SMT類型的，尺寸小至11mm9mm1.7mm，在0.1m距離處的SPL可以達(dá)到80dB，而電聲類型的器件，尺寸小至5.5mm5.5mm2.5mm，在 0.1m距離處的SPL可以達(dá)到87dB。這些器件可以用在條形碼閱讀器、手持醫(yī)療儀器和其他小型設(shè)備中，而且能夠通過(guò)回流焊工藝進(jìn)行焊裝。

大尺寸的壓電器件被用在安全警報(bào)設(shè)備中。也有一些可變聲的警報(bào)器，如空襲警報(bào)、斷續(xù)和脈沖聲調(diào)，以及許多其他應(yīng)用。在1m的距離處的分貝級(jí)別通常超過(guò)100dB，而且也有許多超過(guò)這個(gè)級(jí)別。

電聲類型通常是指揚(yáng)聲器，這是由于它使用與揚(yáng)聲器相同的技術(shù)發(fā)聲，也具有線圈、永久磁鐵和振動(dòng)膜。因此，這種技術(shù)類型的器件可以在不同的頻率產(chǎn)生單音或雙音警報(bào)，與常規(guī)的揚(yáng)聲器非常類似。然而，它的應(yīng)用也是有限制的，如果產(chǎn)品除了在多個(gè)頻率上發(fā)出報(bào)警聲外，也需要語(yǔ)音提示，那就不得不用到一個(gè)微型揚(yáng)聲器了。

有許多微型揚(yáng)聲器的尺寸可以小至30mm，或更小，如表2所示。比較這些揚(yáng)聲器可以知道，它們的某些規(guī)格與尺寸上與表1中描述的轉(zhuǎn)換器是類似的。此外，也有許多其他類型的微型揚(yáng)聲器，從用于移動(dòng)電話的15mm超微型到102mm的安全報(bào)警應(yīng)用。在這些器件中，廠家都提供多種不同安裝方式和端頭類型的器件。

其他應(yīng)用

除了前文提到的，需要音頻器件的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)的。在我們的廚房中，微波爐可以發(fā)出警示聲告訴我們食物烹制好了；當(dāng)電冰箱的門(mén)沒(méi)有關(guān)嚴(yán)的時(shí)候，它也會(huì)提示我們門(mén)有個(gè)縫隙；我們的烤爐提醒我們烘烤的溫度已經(jīng)到了，并且烹飪范圍告警使我們知道是貓?zhí)搅藸t架上，或小孩把手放在了上面。在洗衣店，一個(gè)警示告訴我們衣服已經(jīng)洗完了，所以，我們可以把衣服從洗衣機(jī)中取出放在烘干機(jī)中了。烘干告警也提示我們，烘干機(jī)已經(jīng)完成了設(shè)定的烘干程序，我們可以把衣服取出來(lái)了，為了不使衣服發(fā)生皺褶可以將其疊起來(lái)或掛起來(lái)。

當(dāng)然，我們是非常熟悉這些情景的，因?yàn)檫@是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠郑灿泻芏嗖怀Ｒ?jiàn)的應(yīng)用。一名針灸醫(yī)生使用一個(gè)設(shè)備，它可以確定在哪個(gè)位置進(jìn)針能夠減輕患者的疼痛；一名眼科醫(yī)生使用手持式的測(cè)量表來(lái)快速地檢查患者經(jīng)過(guò)一定治療后的眼壓；牙科醫(yī)生使用一種定時(shí)器來(lái)提醒他們什么時(shí)候牙冠的黏合時(shí)間已經(jīng)到了。

當(dāng)我們走出家門(mén)，離開(kāi)醫(yī)生的時(shí)候，也有許多的其他應(yīng)用是通過(guò)最普通的聲音來(lái)提醒我們遇到了某個(gè)情景。繁忙的飯店現(xiàn)在使用一種帶有兩種提示音的設(shè)備，人們可以帶它離開(kāi)飯店一定的距離。當(dāng)有空閑的餐桌位置時(shí)，這個(gè)設(shè)備會(huì)提示，同時(shí)發(fā)出嘟嘟的聲音。在汽車中，當(dāng)汽車接近目標(biāo)時(shí)，儀表盤(pán)后備報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的嘟嘟聲就會(huì)更快，這有助于避免無(wú)意中的人為傷害，以及對(duì)汽車造成毀壞。同樣的思想也用在高爾夫球車和大卡車中，但是，這些場(chǎng)合都要求告警聲非常大，而且都是安裝在車身外。

當(dāng)新興器件設(shè)計(jì)出來(lái)用于音頻報(bào)警時(shí)，這些器件的制造商就會(huì)持續(xù)完善他們的技術(shù)來(lái)滿足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求。