為當(dāng)今的電子設(shè)計選擇合適的音頻轉(zhuǎn)換器

在當(dāng)今的電子設(shè)計中，聲音報警已經(jīng)成為基本的功能。無論是高音安全警報器，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)開發(fā)出了不同類型的音頻報警設(shè)備，來滿足各種各樣的設(shè)計需求。這些報警設(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、警報器或揚聲器使用。

選擇音頻轉(zhuǎn)換器的考慮要點

為了給特定的設(shè)計選擇最好的音頻變換器，機械結(jié)構(gòu)工程師和電子設(shè)計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)期的頻率和基于報警聲所覆蓋距離范圍的音頻輸出聲級（SPL）。機械結(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)工程師為某個產(chǎn)品線設(shè)計一個過程控制器時，可以選擇使用電子蜂鳴器，如BR2818L-12或者相似類型的，因為它們的工作頻率很低（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)境中也可以聽到。當(dāng)設(shè)計一個加油站的油泵控制器時，這種低頻率的聲音效果更好，因為加油站所處的是戶外環(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，而且覆蓋范圍很窄?？梢栽卺t(yī)院的病床邊就聽得到，但不會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)品的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中是非常有用的，設(shè)備吸入10mA的低電流也更重要，這點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，因為它不會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11mm×9mm×1.7mm，在0.1m距離處的SPL可以達到80dB，而電聲類型的器件，尺寸小至5.5mm×5.5mm×2.5mm，在    0.1m距離處的SPL可以達到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，而且能夠通過回流焊工藝進行焊裝。

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

電聲類型通常是指揚聲器，這是由于它使用與揚聲器相同的技術(shù)發(fā)聲，也具有線圈、永久磁鐵和振動膜。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，與常規(guī)的揚聲器非常類似。然而，它的應(yīng)用也是有限制的，如果產(chǎn)品除了在多個頻率上發(fā)出報警聲外，也需要語音提示，那就不得不用到一個微型揚聲器了。

有許多微型揚聲器的尺寸可以小至30mm，或更小，如表2所示。比較這些揚聲器可以知道，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聲器，從用于移動電話的15mm超微型到102mm的安全報警應(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)電冰箱的門沒有關(guān)嚴(yán)的時候，它也會提示我們門有個縫隙；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中取出放在烘干機中了。烘干告警也提示我們，烘干機已經(jīng)完成了設(shè)定的烘干程序，我們可以把衣服取出來了，為了不使衣服發(fā)生皺褶可以將其疊起來或掛起來。

當(dāng)然，我們是非常熟悉這些情景的，因為這是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?，但也有很多不常見的?yīng)用。一名針灸醫(yī)生使用一個設(shè)備，它可以確定在哪個位置進針能夠減輕患者的疼痛；一名眼科醫(yī)生使用手持式的測量表來快速地檢查患者經(jīng)過一定治療后的眼壓；牙科醫(yī)生使用一種定時器來提醒他們什么時候牙冠的黏合時間已經(jīng)到了。

當(dāng)我們走出家門，離開醫(yī)生的時候，也有許多的其他應(yīng)用是通過最普通的聲音來提醒我們遇到了某個情景。繁忙的飯店現(xiàn)在使用一種帶有兩種提示音的設(shè)備，人們可以帶它離開飯店一定的距離。當(dāng)有空閑的餐桌位置時，這個設(shè)備會提示，同時發(fā)出嘟嘟的聲音。在汽車中，當(dāng)汽車接近目標(biāo)時，儀表盤后備報警系統(tǒng)發(fā)出的嘟嘟聲就會更快，這有助于避免無意中的人為傷害，以及對汽車造成毀壞。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)計出來用于音頻報警時，這些器件的制造商就會持續(xù)完善他們的技術(shù)來滿足不斷發(fā)展的市場需求。