阅读说明：本技术 一种蜂鸣器控制电路及蜂鸣装置 (Buzzer control circuit and buzzer device ) 是由 黄伟群 韩邦强 延吉宝 王灏 吴俊文 彭爱军 张董华 秦雄华 吴世忠 朱洁乐 陈 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种蜂鸣器控制电路及蜂鸣装置,包括：电机脉冲宽度调制器,用于将方波电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形,所述波形在一个周期内脉冲宽度先由极小值变大到极大值,再由极大值变小到极小值；所述电机脉冲宽度调制器的输出端连接第一电阻；晶体管,所述晶体管的基极通过所述第一电阻连接所述电机脉冲宽度调制器,基极和发射极之间连接有并联的第二电阻和滤波电容,集电极连接有串联的第三电阻和第四电阻。本发明的蜂鸣器控制电路,能够在不提升成本的情况下,提升蜂鸣器的音质,使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。(The invention discloses a buzzer control circuit and a buzzer device, comprising: the motor pulse width modulator is used for adjusting the square wave voltage signal into a waveform with periodically changed pulse width, and the pulse width of the waveform is firstly increased from a minimum value to a maximum value and then is decreased from the maximum value to the minimum value in one period; the output end of the motor pulse width modulator is connected with a first resistor; the base electrode of the transistor is connected with the motor pulse width modulator through the first resistor, a second resistor and a filter capacitor which are connected in parallel are connected between the base electrode and the emitting electrode, and the collector electrode of the transistor is connected with a third resistor and a fourth resistor which are connected in series. The buzzer control circuit can improve the tone quality of the buzzer under the condition of not improving the cost, so that the buzzer can emit pleasant chord tones.)

一种蜂鸣器控制电路及蜂鸣装置

技术领域

本发明属于蜂鸣器技术领域，尤其涉及一种蜂鸣器控制电路及蜂鸣装置。

背景技术

蜂鸣器，是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作为发声器件。蜂鸣器最大的优点就是驱动简单，造价便宜。普通蜂鸣器的驱动电路，BUZZER由单片机的PWM输出，通过开关将方波放大，从而驱使蜂鸣器发出声音。但是，蜂鸣器声源单一，只能发出刺耳的声音，如报警声等。

扬声器，又称“喇叭”，是一种十分常用的电声换能器件，不同于蜂鸣器，使用正弦波驱动，可以发出各种各样优美的声音。但是，扬声器的驱动电路相对于蜂鸣器电路来说更为复杂，需要有解码器、存储方案、功率放大电路等。因此扬声器比较昂贵，通常不适用于小家电的声源。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明使用电机脉冲宽度调制器将输入的方波波形的电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，再由电容进行滤波后得到正弦波驱动信号，从而使得蜂鸣器发出柔和的和弦音。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例的一种蜂鸣器控制电路，包括：电机脉冲宽度调制器，用于将方波电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，所述波形在一个周期内脉冲宽度先由极小值变大到极大值，再由极大值变小到极小值；所述电机脉冲宽度调制器的输出端连接第一电阻；晶体管，所述晶体管的基极通过所述第一电阻连接所述电机脉冲宽度调制器，基极和发射极之间连接有并联的第二电阻和滤波电容，集电极连接有串联的第三电阻和第四电阻。

本发明第一方面实施例的蜂鸣器控制电路，能够在不提升成本的情况下，提升蜂鸣器的音质，使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。

在本发明的一些实施例中，进一步包括：方波电源，用于产生方波电压信号，并输入所述电机脉冲宽度调制器。

在本发明的一些实施例中，所述晶体管的发射极接地。

在本发明的一些实施例中，所述滤波模块为一个滤波电容。

在本发明的一些实施例中，所述滤波模块包括并联在所述基极和发射极之间的第一电容和第二电容。

在本发明的一些实施例中，所述滤波模块包括串联在所述基极和发射极之间的滤波电容和第五电阻。

在本发明的一些实施例中，经所述滤波模块滤波后，所述晶体管的输入电压为正弦波。

在本发明的一些实施例中，所述晶体管将输入的正弦波线性放大。本发明第二方面实施例的一种蜂鸣装置，包括蜂鸣器和蜂鸣器控制电路，所述蜂鸣器控制电路为如本发明第一至三方面实施例的蜂鸣器控制电路；所述蜂鸣器跨接在所述第三电阻的两端，蜂鸣器控制电路的供电端与所述蜂鸣器的电源端连接，所述蜂鸣器控制电路的驱动端与所述蜂鸣器的受控端连接。

在本发明的一些实施例中，所述蜂鸣器的受控端输入电压为正弦波。

本发明第四方面实施例的蜂鸣装置，能够在不提升成本的情况下，提升蜂鸣器的音质，使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了本发明的第一实施例中一种蜂鸣器控制电路原理图；

附图2示出了经电机脉冲宽度调制器调制后的电压信号波形图；

附图3示出了经电容滤波后的电压信号波形图；

附图4示出了本发明的第二实施例中一种蜂鸣器控制电路原理图；

附图5示出了本发明的第三实施例中一种蜂鸣器控制电路原理图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的原理如下：本发明使用电机脉冲宽度调制器将输入的方波波形的电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，再由电容进行滤波后得到正弦波驱动信号，从而使得蜂鸣器发出柔和的和弦音。以下通过三个实施例来说明本发明的各种实施示例。

实施例1

如图1所示，本发明的一种蜂鸣器控制电路，包括：

方波电源，用于产生方波电压信号；

电机脉冲宽度调制器(Motor Pulse Width Modulator，图1中以MPWM表示)，其一端连接方波电源，用于将方波电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，所述波形在一个周期内脉冲宽度先由极小值变大到极大值，再由极大值变小到极小值，如图2所示；其另一端连接第一电阻R10；

晶体管Q2，其基极通过第一电阻R10连接电机脉冲宽度调制器，并且基极和发射极之间连接有并联的第二电阻R11和滤波电容C1，发射极接地；集电极连接有串联的第三电阻R12和第四电阻R13，蜂鸣器BUZ跨接在第三电阻R12的两端。蜂鸣器控制电路的供电端与蜂鸣器BUZ的电源端(12V直流电压源)连接，蜂鸣器控制电路的驱动端与蜂鸣器的受控端连接。

具体参数方面，R10的电阻值为51K欧姆，R11的电阻值为330欧姆，C1为104PF，晶体管Q2的型号为8050型NPN晶体管，R12的电阻值为2K欧姆，R13的电阻值为100欧姆。

本实施例的工作原理如下：

方波电源输出的方波信号，经电机脉冲宽度调制器后，自动改变PWM的宽度，输出的波形如图2所示，再由电容C1滤波，变成正弦波，如图3所示。通过改变驱动的放大电路，选择R10，R11，Q2的阻值和型号，使电路处于线性放大，电流Ic＝Ib*β，通过晶体管Q2把输入的正弦波进行线性放大，从而驱动蜂鸣器BUZ发声。

由于所有的信号都可以由FFT分解成多次的正弦波组合而成，也就是说，现有技术中加在蜂鸣器两边的方波，实际上等效于许多个正弦波组合，所以听起来会比较杂，比较刺耳。而本发明的蜂鸣器控制电路，能够在不提升成本的情况下，通过将蜂鸣器的驱动电压调整为单个正弦波，因此能够提升蜂鸣器的音质，使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。

实施例2

如图4所示，本发明的一种蜂鸣器控制电路，包括：

方波电源，用于产生方波电压信号；

电机脉冲宽度调制器(Motor Pulse Width Modulator，图1中以MPWM表示)，其一端连接方波电源，用于将方波电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，所述波形在一个周期内脉冲宽度先由极小值变大到极大值，再由极大值变小到极小值，如图2所示；其另一端连接第一电阻R10；

晶体管Q2，其基极通过第一电阻R10连接电机脉冲宽度调制器，并且基极和发射极之间连接有并联的第二电阻R11、第一电容C1和第二电容C2，发射极接地；集电极连接有串联的第三电阻R12和第四电阻R13，蜂鸣器BUZ跨接在第三电阻R12的两端。蜂鸣器控制电路的供电端与蜂鸣器BUZ的电源端(12V直流电压源)连接，蜂鸣器控制电路的驱动端与蜂鸣器的受控端连接。

具体参数方面，R10的电阻值为51K欧姆，R11的电阻值为330欧姆，C1为52PF，C2为52PF，晶体管Q2的型号为8050型NPN晶体管，R12的电阻值为2K欧姆，R13的电阻值为100欧姆。

本实施例的工作原理如下：

方波电源输出的方波信号，经电机脉冲宽度调制器后，自动改变PWM的宽度，输出的波形如图2所示，再由电容C1、C2滤波，变成正弦波，如图3所示。通过改变驱动的放大电路，选择R10，R11，Q2的阻值和型号，使电路处于线性放大，电流Ic＝Ib*β，通过晶体管Q2把输入的正弦波进行线性放大，从而驱动蜂鸣器BUZ发声。

由于所有的信号都可以由FFT分解成多次的正弦波组合而成，也就是说，现有技术中加在蜂鸣器两边的方波，实际上等效于许多个正弦波组合，所以听起来会比较杂，比较刺耳。而本发明的蜂鸣器控制电路，能够在不提升成本的情况下，通过将蜂鸣器的驱动电压调整为单个正弦波，因此能够提升蜂鸣器的音质，使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。

实施例3

如图5所示，本发明的一种蜂鸣器控制电路，包括：

方波电源，用于产生方波电压信号；

电机脉冲宽度调制器(Motor Pulse Width Modulator，图1中以MPWM表示)，其一端连接方波电源，用于将方波电压信号调整为脉冲宽度周期性变化的波形，所述波形在一个周期内脉冲宽度先由极小值变大到极大值，再由极大值变小到极小值，如图2所示；其另一端连接第一电阻R10；

晶体管Q2，其基极通过第一电阻R10连接电机脉冲宽度调制器，并且基极和发射极之间连接有并联的第二电阻R11和滤波电容C1，发射极接地；集电极连接有串联的第三电阻R12和第四电阻R13，蜂鸣器BUZ跨接在第三电阻R12的两端。蜂鸣器控制电路的供电端与蜂鸣器BUZ的电源端(12V直流电压源)连接，蜂鸣器控制电路的驱动端与蜂鸣器的受控端连接。本实施例中，滤波电容C1还串联有第五电阻R14。

具体参数方面，R10的电阻值为51K欧姆，R11的电阻值为330欧姆，C1为104PF，晶体管Q2的型号为8050型NPN晶体管，R12的电阻值为2K欧姆，R13的电阻值为100欧姆。R14的电阻值为200欧姆。

本实施例的工作原理如下：

方波电源输出的方波信号，经电机脉冲宽度调制器后，自动改变PWM的宽度，输出的波形如图2所示，再由电容C1滤波，变成正弦波，如图3所示。通过改变驱动的放大电路，选择R10，R11，Q2的阻值和型号，使电路处于线性放大，电流Ic＝Ib*β，通过晶体管Q2把输入的正弦波进行线性放大，从而驱动蜂鸣器BUZ发声。

由于所有的信号都可以由FFT分解成多次的正弦波组合而成，也就是说，现有技术中加在蜂鸣器两边的方波，实际上等效于许多个正弦波组合，所以听起来会比较杂，比较刺耳。而本发明的蜂鸣器控制电路，能够在不提升成本的情况下，通过将蜂鸣器的驱动电压调整为单个正弦波，因此能够提升蜂鸣器的音质，使蜂鸣器能够发出令人愉乐的和弦音。

需要说明的是，在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。