压电蜂鸣器差分驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及压电蜂鸣器技术领域，特别是涉及一种压电蜂鸣器差分驱动电路。

背景技术：

2.压电蜂鸣器是一种以压电陶瓷作为电声换能器的发声体，具有无射频噪声、低功耗等特点，目前，压电蜂鸣器主要采用单端驱动方式工作，具体通过将无源蜂鸣器的一端口与电源接通，另一端口与n型三极管的集电极接通，并将三级管的发射极接地，将基极联接振荡源产生的周期性驱动信号，通过基极的驱动信号控制三极管的通断，从而使蜂鸣器发声。然而，上述采用单端驱动方式的压电蜂鸣器的声压值不足，一定程度影响了压电蜂鸣器的发声效果。

技术实现要素：

3.基于此，有必要针对声压值不足的技术问题，提供一种可提高压电蜂鸣器声压值的压电蜂鸣器差分驱动电路。
4.一种压电蜂鸣器差分驱动电路，包括用于产生差分控制信号的信号源、压电蜂鸣器以及外接电阻，所述信号源差分输出两组信号，所述两组信号分别由高电平和低电平交替构成，信号源还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关和第二开关，所述第一开关与压电蜂鸣器的第一外接端口连接，所述第二开关与压电蜂鸣器的第二外接端口连接；
5.所述外接电阻内置于信号源并与第一开关和第二开关连接，或所述外接电阻外置于信号源并与压电蜂鸣器连接；
6.第一开关和第二开关在两组信号的控制下周期性通断，并分别通过第一外接端口和第二外接端口控制压电蜂鸣器通断并发声。
7.在其中一个实施例中，两组信号的波形倒相。
8.在其中一个实施例中，所述外接电阻包括电阻第一和第二电阻，第一电阻和第二电阻并联连接。
9.在其中一个实施例中，压电蜂鸣器的两端分别与第一外接电源连接，且压电蜂鸣器一端与第一外接电源的连接回路上设置第一电阻，压电蜂鸣器另一端与第一外接电源的连接回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地，且信号源与外接电源连接。
10.在其中一个实施例中，压电蜂鸣器的两端分别与外接电源连接，且压电蜂鸣器一端与外接电源的连接回路上设置第一电阻，压电蜂鸣器另一端与外接电源的连接回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地，且信号源与外接电源连接。
11.在其中一个实施例中，第一开关通过与外接电源连接，且第一开关与外接电源连接的回路上设置第一电阻；第二开关与外接电源连接，且第二开关与外接电源连接的回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地。
12.实施本实用新型的压电蜂鸣器差分驱动电路，通过信号源差分输出均由高电平和低电平交替构成的两组信号，并由两组信号分别控制信号源内第一开关和第二开关的通断，在压电蜂鸣器工作的过程中，压电蜂鸣器的第一外接端口和第二外接端口处分别由差分信号交替驱动，压电蜂鸣器的蜂鸣片在正向电场作用下压缩后，由施加在其上的反向电场作用复位，相较于单端驱动时的自然复位，并实用新型的驱动电路为压电蜂鸣器的蜂鸣片复位提供了动力，从而使得压电蜂鸣器发出的声音声压值更高，有效改善了压电蜂鸣器的发声效果。
附图说明
13.图1为本实用新型的一个实施例中信号源输出的差分控制信号波形图；
14.图2为本实用新型的实施例1中压电蜂鸣器差分驱动电路的电路原理图；
15.图3为本实用新型的实施例2中压电蜂鸣器差分驱动电路的电路原理图；
16.图4为本实用新型的实施例3中压电蜂鸣器差分驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
17.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
18.本实用新型公开了一种可提高压电蜂鸣器声压值的压电蜂鸣器差分驱动电路，该驱动电路采用可产生差分控制信号的信号源驱动压电蜂鸣器，使得压电蜂鸣器的蜂鸣片在交替的两种方向相反的电场的作用下频繁的被压缩和在电场的动力作用下回弹，为蜂鸣片的复位提供了动力，使得蜂鸣器的声压值更高。具体的，本实施例的压电蜂鸣器差分驱动电路包括用于产生差分控制信号的信号源s、压电蜂鸣器h以及外接电阻，压电蜂鸣器h的两个端口无极性差别，信号源s差分输出两组信号，两组信号分别由高电平vdd和低电平vss交替构成。请结合图1与图2，两组信号的波形倒相，具体的，信号源s输出两组信号φ和两组信号倒相，相位差为180
°
，两组信号分别包括交替的高电平vdd和低电平vss。本实施例中，信号源s为振荡器。信号源s还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关s0和第二开关s1，第一开关s0与压电蜂鸣器h的第一外接端口out0连接，第二开关s1与压电蜂鸣器h的第二外接端口out1连接。如此，在信号源s的一个工作周期中，两组信号能够交替的控制第一开关s0和第二开关s1工作，使得压电蜂鸣器h交替的接收到反向电场信号并工作。外接电阻内置或外置于信号源s并与外接电源连接，包括两种情况，即外接电阻内置于信号源s并与第一开关s0和第二开关s1连接，或外接电阻外置于信号源s并与压电蜂鸣器h连接。本实施例中，外接电阻包括第一电阻r
z0
和第二电阻r
z1
，第一电阻r
z0
和第二电阻r
z1
并联连接。第一开关s0和第二开关s1在两组信号的控制下周期性通断，并分别通过第一外接端口out0和第二外接端口out1控制压电蜂鸣器h通断并发声。
19.由于压电蜂鸣器核心是压电材料(即蜂鸣片)，在采用传统的单端驱动发声时，其发声原理为，蜂鸣片在正向电场作用下被压缩，当该正向电场移除后，蜂鸣片在其形变增加
的弹性势能的作用下，自然地回弹复位，至回复正常状态，该复位回弹的过程中，蜂鸣片推动空气振动发声，从而实现压电蜂鸣器h的发声。而在本技术中，由信号源s输出差分控制信号(即差分驱动，也称为双端驱动)，施加在蜂鸣片上的正向电场作用解除后，蜂鸣片的复位并非由蜂鸣片自身弹性恢复实现，而是由反向电场反向作用于蜂鸣片，即向蜂鸣片施加一个反向作用力，促使蜂鸣片回复正常状态，甚至使蜂鸣片从压缩状态变为膨胀状态，从而使得蜂鸣片推动附近空气的振动幅度更大，最终使得压电蜂鸣器h发出声音的声压值更高，经产品测定，采用本实施例的驱动电路，相较于传统的单端驱动方式，可以使压电蜂鸣器h的声压值提高4-8db。
20.以下结合具体实例对本实用新型的驱动电路的几种不同结构进行说明。
21.实施例1
22.请结合图1与图2，本实施例的压电蜂鸣器差分驱动电路包括用于产生差分控制信号的信号源s、压电蜂鸣器h以及外接电阻，信号源s差分输出均由高电平vdd和低电平vss交替构成的两组信号，信号源s还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关s0和第二开关s1，第一开关s0与压电蜂鸣器h的第一外接端口out0连接，第二开关s1与压电蜂鸣器h的第二外接端口out1连接。本实施例中，外接电阻外置于信号源s并与压电蜂鸣器h连接，具体的，压电蜂鸣器h的两端分别与第一外接电源vpwr连接，且压电蜂鸣器h一端与第一外接电源vpwr的连接回路上设置第一电阻r
z0
，压电蜂鸣器h另一端与第一外接电源vpwr的连接回路上设置电阻r
z1
；第一开关s0与第二开关s1通过信号源s的端口vss接地，且信号源s与外接电源vdd连接。
23.本实施例中，信号源s通过第一开关s0和第二开关s1将压电蜂鸣器h的第一外接端口out0和第二外接端口out1交替与地vgnd接通，在φ和倒相的情况下，压电蜂鸣器h的第一外接端口out0和第二外接端口out1以压电蜂鸣器h的发声频率交替接地。第一开关s0和第二开关s1的通断分别由控制信号φ和的周期电平决定。第一开关s0和第二开关s1在高电平vdd期间接通；在低电平vss期间断开，开关信号的频率和占空比可以根据需要选定。
24.具体的，当控制信号φ处于高电平vdd期间，处于低电平vss，在此情况下，压电蜂鸣器h的第一外接端口out0接地，而第二外接端口out1断开(即处于悬空状态)，此时，第一外接电源vpwr通过第二电阻rz1从第二外接端口out1向压电蜂鸣器电极板充电。在反相期间中，控制信号φ和的电平调换，压电蜂鸣器h的第二外接端口out1接地，第一外接电源vpwr通过第一电阻rz0从第一外接端口out0向压电蜂鸣器电极板充电，压电蜂鸣器h工作过程中，重复以上周期过程。
25.实施例2
26.请结合图1与图3，本身实施例的压电蜂鸣器差分驱动电路包括用于产生差分控制信号的信号源s、压电蜂鸣器h以及外接电阻，信号源s差分输出均由高电平vdd和低电平vss交替构成的两组信号，信号源s还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关s0和第二开关s1，第一开关s0与压电蜂鸣器h的第一外接端口out0连接，第二开关s1与压电蜂鸣器h的第二外接端口out1连接。本实施例中，外接电阻外置于信号源s并与压电蜂鸣器h连接，压电蜂鸣器h的两端分别与外接电源vdd连接，且压电蜂鸣器h一端与外接电源vdd的连接回路上设置第一电阻r
z0
，压电蜂鸣器h另一端与外接电源vdd的连接回路上设置电阻r
z1
；第一开关
s0与第二开关s1通过信号源s的端口vss接地，且信号源s与外接电源vdd连接。
27.本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中，信号源s与外接电路(即压电蜂鸣器h)共用同一外接电源vdd，即在压电蜂鸣器h工作时，是由外接电源vdd通过第二电阻rz1从第二外接端口out1向压电蜂鸣器电极板充电，或通过第一电阻rz0从第一外接端口out0向压电蜂鸣器电极板充电，信号源s输出差分控制信号驱动压电蜂鸣器h的工作过程与实施例1相同，具体可参阅实施例1中的相关说明。
28.实施例3
29.请结合图1与图4，本实施例的压电蜂鸣器差分驱动电路包括用于产生差分控制信号的信号源s、压电蜂鸣器h以及外接电阻，信号源s差分输出均由高电平vdd和低电平vss交替构成的两组信号，信号源s还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关s0和第二开关s1，第一开关s0与压电蜂鸣器h的第一外接端口out0连接，第二开关s1与压电蜂鸣器h的第二外接端口out1连接。本实施例中，外接电阻内置于信号源s并与第一开关s0和第二开关s1连接。具体的，第一开关s0与外接电源vdd连接，且第一开关s0与外接电源vdd连接的回路上设置第一电阻r
z0
；第二开关s1与外接电源vdd连接，且第二开关s1与外接电源vdd连接的回路上设置电阻r
z1
；第一开关s0与第二开关s1通过信号源s的端口vss接地。
30.本实施例中，信号源s通过第一开关s0和第二开关s1将压电蜂鸣器h的第一外接端口out0和第二外接端口out1交替与地vgnd接通，在φ和倒相的情况下，压电蜂鸣器h的第一外接端口out0和第二外接端口out1以压电蜂鸣器h的发声频率交替接地。当控制信号φ处于高电平vdd期间，处于低电平vss，在此情况下，压电蜂鸣器h的第一外接端口out0接地，而第二外接端口out1断开(即处于悬空状态)，此时，外接电源vdd通过第二电阻rz1从第二外接端口out1向压电蜂鸣器电极板充电。在反相期间中，控制信号φ和的电平调换，压电蜂鸣器h的第二外接端口out1接地，外接电源vdd通过第一电阻rz0从第一外接端口out0向压电蜂鸣器电极板充电。
31.实施本实用新型的压电蜂鸣器差分驱动电路，通过信号源s差分输出均由高电平vdd和低电平vss交替构成的两组信号，并由两组信号分别控制信号源s内第一开关s0和第二开关s1的通断，在压电蜂鸣器h工作的过程中，压电蜂鸣器h的第一外接端口out0和第二外接端口out1处分别由差分信号交替驱动，压电蜂鸣器h的蜂鸣片在正向电场作用下压缩后，由施加在其上的反向电场作用复位，相较于单端驱动时的自然复位，并实用新型的驱动电路为压电蜂鸣器h的蜂鸣片复位提供了动力，从而使得压电蜂鸣器h发出的声音声压值更高，有效改善了压电蜂鸣器h的发声效果。
32.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
33.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，包括用于产生差分控制信号的信号源、压电蜂鸣器以及外接电阻，所述信号源差分输出两组信号，所述两组信号分别由高电平和低电平交替构成，信号源还包括分别由两组信号对应控制通断的第一开关和第二开关，所述第一开关与压电蜂鸣器的第一外接端口连接，所述第二开关与压电蜂鸣器的第二外接端口连接；所述外接电阻内置于信号源并与第一开关和第二开关连接，或所述外接电阻外置于信号源并与压电蜂鸣器连接；第一开关和第二开关在所述两组信号的控制下周期性通断，并分别通过第一外接端口和第二外接端口控制压电蜂鸣器通断并发声。2.根据权利要求1所述的压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，所述两组信号的波形倒相。3.根据权利要求2所述的压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，所述外接电阻包括第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻并联连接。4.根据权利要求3所述的压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，压电蜂鸣器的两端分别与第一外接电源连接，且压电蜂鸣器一端与第一外接电源的连接回路上设置第一电阻，压电蜂鸣器另一端与第一外接电源的连接回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地，且信号源与外接电源连接。5.根据权利要求3所述的压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，压电蜂鸣器的两端分别与外接电源连接，且压电蜂鸣器一端与外接电源的连接回路上设置第一电阻，压电蜂鸣器另一端与外接电源的连接回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地，且信号源与外接电源连接。6.根据权利要求3所述的压电蜂鸣器差分驱动电路，其特征在于，第一开关与外接电源连接，且第一开关与外接电源连接的回路上设置第一电阻；第二开关与外接电源连接，且第二开关与外接电源连接的回路上设置第二电阻；第一开关与第二开关通过信号源的端口接地。

技术总结

本实用新型涉及压电蜂鸣器技术领域，具体公开了一种可提高声压值的压电蜂鸣器差分驱动电路，包括用于产生差分控制信号的信号源、压电蜂鸣器及外接电阻，信号源差分输出两组信号，两组信号分别由高电平和低电平交替构成，信号源还包括由两组信号对应控制通断的第一开关和第二开关，第一开关与压电蜂鸣器的第一外接端口连接，第二开关与压电蜂鸣器的第二外接端口连接；外接电阻内置于信号源并与第一开关和第二开关连接，或外接电阻外置于信号源并与压电蜂鸣器连接；第一开关和第二开关分别通过第一外接端口和第二外接端口控制压电蜂鸣器通断并发声。器通断并发声。器通断并发声。