蜂鳴器（Buzzer）是一類常見的電聲器件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)聲范圍一般有數(shù)百Hz到十幾kHz，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備當(dāng)中（空調(diào)、洗衣機(jī)、電腦等內(nèi)部都有蜂鳴器）。蜂鳴器在電路中電路圖形符號(hào)用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
蜂鳴器是電路設(shè)計(jì)中常用的器件，廣泛用于工業(yè)控制、機(jī)房監(jiān)控、門禁控制、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品，作為預(yù)警發(fā)聲器件。然而很多人在設(shè)計(jì)時(shí)往往隨意設(shè)計(jì)，導(dǎo)致實(shí)際電路中蜂鳴器不發(fā)聲、輕微發(fā)聲和亂發(fā)聲的情況發(fā)生。
蜂鳴器常見故障及分析
蜂鳴器在使用過程中出現(xiàn)的不良情形通常有以下幾種：
1、蜂鳴器沒有安裝前就不響，這是屬蜂鳴器本身質(zhì)量不行
2、蜂鳴器焊接后出現(xiàn)無音或時(shí)響時(shí)不響，這種情形可能是焊接過程中使用的烙鐵功率過大（建議用20-30W的烙鐵）或時(shí)間過長(zhǎng)（建議3秒內(nèi)完成一個(gè)焊點(diǎn)）導(dǎo)致蜂鳴器的針腳與線圈的焊接點(diǎn)受熱熔化后虛焊。
3、焊接后蜂鳴器鳴叫過程中出小聲、無音或沙音變調(diào)，這種情形可能是啟動(dòng)蜂鳴器的電流過小或過大（蜂鳴器正常工作電流20-30mA）導(dǎo)致蜂鳴器不能正常鳴叫。
4、蜂鳴器使用一段時(shí)間后出現(xiàn)變音或無音，這種情形可能是蜂鳴器的連續(xù)鳴叫時(shí)間過長(zhǎng)（蜂鳴器連續(xù)鳴叫時(shí)間不能超過8-10小時(shí)，否則會(huì)變音或燒壞）或是蜂鳴器受環(huán)境影響。
5、蜂鳴器焊接后在電線板上工作時(shí)就出現(xiàn)變調(diào)或無音但拆下來用直流穩(wěn)壓電源測(cè)試則沒有問題，這種情形可能是蜂鳴器受到干擾。
具體電路分析
下面從EasyARM-i.MX283開發(fā)套件入手，就3.3V NPN三極管驅(qū)動(dòng)有源蜂鳴器設(shè)計(jì)，從實(shí)際產(chǎn)品中分析電路設(shè)計(jì)存在的問題，提出電路的改進(jìn)方案，學(xué)會(huì)分析和改進(jìn)電路的方法，從而設(shè)計(jì)出更優(yōu)秀的產(chǎn)品，達(dá)到拋磚引玉的效果。
上圖為典型的錯(cuò)誤接法，當(dāng)BUZZER端輸入高電平時(shí)蜂鳴器不響或響聲太小。當(dāng)I/O口為高電平時(shí)，基極電壓為3.3/4.7*3.3V≈2.3V，由于三極管的壓降0.6~0.7V，則三極管射極電壓為2.3-0.7=1.6V，驅(qū)動(dòng)電壓太低導(dǎo)致蜂鳴器無法驅(qū)動(dòng)或者響聲很小。
上圖為第二種典型的錯(cuò)誤接法，由于上拉電阻R2，BUZZER端在輸出低電平時(shí)，由于電阻R1和R2的分壓作用，三極管不能可靠關(guān)斷。
上圖為第三種錯(cuò)誤接法，三極管的高電平門檻電壓就只有0.7V，即在BUZZER端輸入電壓只要超過0.7V就有可能使三極管導(dǎo)通，顯然0.7V的門檻電壓對(duì)于數(shù)字電路來說太低了，在電磁干擾的環(huán)境下，很容易造成蜂鳴器鳴叫。
上圖為第四種錯(cuò)誤接法，當(dāng)CPU的GPIO管腳存在內(nèi)部下拉時(shí)，由于I/O口存在輸入阻抗，也可能導(dǎo)致三極管不能可靠關(guān)斷，而且和第三種一樣 BUZZER端輸入電壓只要超過0.7V就有可能使三極管導(dǎo)通。
上圖為通用有源蜂鳴器的NPN三極管控制有源蜂鳴器常規(guī)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路。電阻R1為限流電阻，防止流過基極電流過大損壞三極管。電阻R2有著重要的作用，第一個(gè)作用，R2相當(dāng)于基極的下拉電阻，如果輸入端懸空則由于R2的存在能夠使三極管保持在可靠的關(guān)斷狀態(tài)，如果刪除R2則當(dāng)BUZZER輸入端懸空時(shí)則易受到干擾而可能導(dǎo)致三極管狀態(tài)發(fā)生意外翻轉(zhuǎn)或進(jìn)入不期望的放大狀態(tài)，造成蜂鳴器意外發(fā)聲。第二個(gè)作用，R2可提升高電平的門檻電壓。如果刪除R2，則三極管的高電平門檻電壓就只有0.7V，即A端輸入電壓只要超過0.7V就有可能導(dǎo)通，添加R2的情況就不同了，當(dāng)從A端輸入電壓達(dá)到約2.2V時(shí)三極管才會(huì)飽和導(dǎo)通，中的C2為電源濾波電容，濾除電源高頻雜波。C1可以在有強(qiáng)干擾環(huán)境下，有效的濾除干擾信號(hào)，避免蜂鳴器變音和意外發(fā)聲。在RFID射頻通訊、Mifare卡的應(yīng)用中，這里初步選用0.1uF的電容，具體可以根據(jù)實(shí)際情況選擇。
在NPN 3.3V控制有源蜂鳴器時(shí)，在電路的BUZZER輸入高電平，讓蜂鳴器鳴叫，檢測(cè)蜂鳴器輸入管腳（NPN三極管的C極）處信號(hào)，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器在發(fā)聲時(shí)，向外發(fā)生1.87KHZ，-2.91V的脈沖信號(hào)，如上圖錯(cuò)誤。
在電路的BUZZER輸入20Hz的脈沖信號(hào)，讓蜂鳴器鳴叫，檢測(cè)蜂鳴器輸入管腳處信號(hào)，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器在發(fā)聲時(shí)，在控制電平上疊加了1.87KHz，-2.92V的脈沖信號(hào)，并且在蜂鳴器關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)正向尖峰脈沖（≥10V），如上圖錯(cuò)誤。
總結(jié)
在選購蜂鳴器時(shí)不能光看價(jià)格，而忽略自己電路的特性。要根據(jù)自己電子產(chǎn)品線路的設(shè)計(jì)特性來選購蜂鳴器，這樣方可有效避免以上不良現(xiàn)象。如果電子產(chǎn)品線路設(shè)計(jì)對(duì)電子元件電流損耗有較嚴(yán)格的要求，蜂鳴器的啟動(dòng)電流低于10mA時(shí)可以找蜂鳴器廠商匹配低電流損耗的蜂鳴器。