Ճիշտ ձայնային ազդանշանի ընտրություն – հիմնական ազդանշանային ընտրության չափանիշների վերանայում

Եթե ​​դուք նախագծում եք այնպիսի ապրանքներ, ինչպիսիք են կենցաղային տեխնիկան, անվտանգության վահանակը, դռան մուտքի համակարգը կամ համակարգչային ծայրամասային սարքը, կարող եք ընտրել ազդանշանային ազդանշանը՝ որպես օգտատերերի հետ շփվելու միակ միջոց կամ ավելի բարդ ինտերֆեյսի մաս:

Բրյուս Ռոուզի կողմից, CUI սարքերի հիմնական կիրառական ինժեներ

Երկու դեպքում էլ ազդանշանը կարող է լինել էժան և հուսալի միջոց՝ հրամանը ճանաչելու, սարքավորումների կամ գործընթացի կարգավիճակը ցույց տալու, փոխազդեցության հուշում կամ ահազանգ բարձրացնելու համար:

Սկզբունքորեն, բզզիչը սովորաբար կամ մագնիսական կամ պիեզոէլեկտրական տեսակ է:Ձեր ընտրությունը կարող է կախված լինել սկավառակի ազդանշանի բնութագրերից կամ ելքային ձայնային հզորությունից և առկա ֆիզիկական տարածքից:Կարող եք նաև ընտրել ցուցիչի և փոխարկիչի տեսակների միջև՝ կախված ձեր ուզած ձայներից և շղթայի նախագծման հմտություններից, որոնք հասանելի են ձեզ:

Եկեք նայենք տարբեր մեխանիզմների հիմքում ընկած սկզբունքներին և այնուհետև մտածենք, թե արդյոք մագնիսական կամ պիեզո տիպը (և ցուցիչի կամ շարժիչի ընտրությունը) կարող է ճիշտ լինել ձեր նախագծի համար:

Մագնիսական ազդանշաններ

Մագնիսական ազդանշանները հիմնականում հոսանքի վրա աշխատող սարքեր են, որոնք սովորաբար պահանջում են ավելի քան 20 մԱ աշխատելու համար:Կիրառվող լարումը կարող է լինել մինչև 1,5 Վ կամ մինչև մոտ 12 Վ:

Ինչպես ցույց է տալիս նկար 1-ը, մեխանիզմը ներառում է կծիկ և ճկուն ֆերոմագնիսական սկավառակ:Երբ հոսանքն անցնում է կծիկի միջով, սկավառակը ձգվում է դեպի կծիկը և վերադառնում իր նորմալ դիրքին, երբ հոսանքը չի հոսում:

Սկավառակի այս շեղումը հանգեցնում է նրան, որ մոտակայքում գտնվող օդը շարժվում է, և դա մարդու ականջի կողմից մեկնաբանվում է որպես ձայն:Կծիկի միջով հոսանքը որոշվում է կիրառվող լարման և կծիկի դիմադրության միջոցով:

Նկար 1. Մագնիսական ազդանշանի կառուցման և շահագործման սկզբունքը:

Պիեզո բզզիչներ

Նկար 2-ը ցույց է տալիս պիեզո ազդանշանի տարրերը:Պիեզոէլեկտրական նյութի սկավառակը հենվում է եզրերին պատյանում, իսկ էլեկտրական կոնտակտները պատրաստված են սկավառակի երկու կողմերում:Այս էլեկտրոդների վրա կիրառվող լարումը հանգեցնում է պիեզոէլեկտրական նյութի դեֆորմացմանը, ինչը հանգեցնում է օդի շարժմանը, որը կարող է ճանաչվել որպես ձայն:

Ի տարբերություն մագնիսական ազդանշանի, պիեզո ազդանշանը լարման վրա աշխատող սարք է.աշխատանքային լարումը սովորաբար ավելի բարձր է և կարող է լինել 12 Վ-ից մինչև 220 Վ-ի միջև, մինչդեռ հոսանքը 20 մԱ-ից պակաս է:Պիեզո ազդանշանը մոդելավորվում է որպես կոնդենսատոր, մինչդեռ մագնիսական բզզիչը մոդելավորվում է որպես կծիկ մի շարք ռեզիստորի հետ:

Նկար 2. Piezo buzzer-ի կառուցում:

Երկու տեսակի համար էլ ստացված ձայնային տոնի հաճախականությունը որոշվում է շարժիչ ազդանշանի հաճախականությամբ և կարող է վերահսկվել լայն տիրույթում:Մյուս կողմից, մինչ պիեզո ազդանշանները ցուցադրում են ողջամիտ գծային հարաբերություններ մուտքային ազդանշանի ուժի և ելքային ձայնային հզորության միջև, մագնիսական ազդանշանների ձայնային հզորությունը կտրուկ ընկնում է ազդանշանի ուժի նվազմամբ:

Ձեր հասանելի շարժիչ ազդանշանի բնութագրերը կարող են ազդել ձեր կիրառման համար մագնիսական կամ պիեզո ազդանշան ընտրելու վրա:Այնուամենայնիվ, եթե բարձրությունը հիմնական պահանջն է, պիեզո ազդանշանները սովորաբար կարող են ավելի բարձր ձայնային ճնշման մակարդակ (SPL) արտադրել, քան մագնիսական ազդանշանները, բայց նաև հակված են ունենալ ավելի մեծ հետք:

Ցուցանիշ կամ փոխարկիչ

Ցուցանիշի կամ փոխարկիչի տիպի ընտրության որոշումը առաջնորդվում է ձայների պահանջվող տիրույթով և համապատասխան սխեմայի ձևավորումով՝ ազդանշանը վարելու և կառավարելու համար:

Ցուցիչը գալիս է սարքի մեջ ներկառուցված շարժիչ սխեմայի հետ:Սա պարզեցնում է սխեմայի ձևավորումը (նկ. 3)՝ հնարավորություն տալով միացնել և խաղալ միացում՝ նվազեցված ճկունության դիմաց:Թեև ձեզ հարկավոր է միայն հաստատուն լարում կիրառել, կարելի է ստանալ միայն շարունակական կամ իմպուլսային աուդիո ազդանշան, քանի որ հաճախականությունը ֆիքսված է ներսում:Սա նշանակում է, որ բազմահաճախական հնչյուններ, ինչպիսիք են ազդանշանները կամ զանգերը, հնարավոր չեն ցուցիչի ազդանշաններով:

Նկար 3. Ցուցանիշի ազդանշանը ձայն է արտադրում մշտական ​​լարման կիրառման ժամանակ:

Առանց ներկառուցված շարժիչ սխեմայի՝ փոխակերպիչը ձեզ ճկունություն է տալիս՝ տարբեր հաճախականություններով կամ կամայական ալիքի ձևերով տարբեր հնչյուններ ստանալու համար:Ի լրումն հիմնական շարունակական կամ իմպուլսային հնչյունների, դուք կարող եք առաջացնել հնչյուններ, ինչպիսիք են բազմաձայն նախազգուշացումները, ազդանշանները կամ զանգերը:

Նկար 4-ը ցույց է տալիս մագնիսական փոխարկիչի կիրառման սխեման:Անջատիչը սովորաբար երկբևեռ տրանզիստոր է կամ FET և օգտագործվում է գրգռման ալիքի ձևը ուժեղացնելու համար:Կծիկի ինդուկտիվության պատճառով դիագրամում ցուցադրված դիոդն անհրաժեշտ է հետադարձ լարումը սեղմելու համար, երբ տրանզիստորն արագ անջատված է:

Նկար 4. Մագնիսական փոխարկիչի համար պահանջվում է գրգռման ազդանշան, ուժեղացուցիչ տրանզիստոր և դիոդ՝ ինդուկտիվ հետադարձ լարումը կարգավորելու համար:

Դուք կարող եք օգտագործել նմանատիպ գրգռման միացում պիեզո փոխարկիչով:Քանի որ պիեզո փոխարկիչն ունի ցածր ինդուկտիվություն, դիոդ չի պահանջվում:Այնուամենայնիվ, շղթային անհրաժեշտ է լարումը վերականգնելու միջոց, երբ անջատիչը բաց է, ինչը կարելի է անել դիոդի տեղում ռեզիստոր ավելացնելով, ավելի մեծ էներգիայի սպառման գնով:

Կարելի է նաև բարձրացնել ձայնի մակարդակը՝ բարձրացնելով փոխարկիչում կիրառվող գագաթնակետային լարումը:Եթե ​​դուք օգտագործում եք լրիվ կամուրջ միացում, ինչպես ցույց է տրված նկար 5-ում, ապա կիրառվող լարումը երկու անգամ ավելի մեծ է, քան առկա մատակարարման լարումը, ինչը ձեզ տալիս է մոտավորապես 6 դԲ ելքային ձայնային հզորություն:

Նկար 5. Կամուրջի սխեմայի օգտագործումը կարող է կրկնապատկել պիեզո փոխարկիչին կիրառվող լարումը` տալով 6 դԲ լրացուցիչ ձայնային հզորություն:

Եզրակացություն

Բազերները պարզ են և էժան, և ընտրությունը սահմանափակվում է չորս հիմնական կատեգորիաներով՝ մագնիսական կամ պիեզոէլեկտրական, ցուցիչ կամ փոխարկիչ:Մագնիսական ազդանշանները կարող են գործել ավելի ցածր լարումներից, սակայն պահանջում են ավելի բարձր շարժիչ հոսանքներ, քան պիեզո տեսակները:Պիեզո ազդանշանները կարող են արտադրել ավելի բարձր SPL, բայց հակված են ավելի մեծ ոտնահետք ունենալ:

Դուք կարող եք գործարկել ցուցիչի ազդանշանը միայն մշտական ​​լարման միջոցով կամ ընտրել փոխարկիչ ավելի բարդ ձայների համար, եթե կարողանաք ավելացնել անհրաժեշտ արտաքին սխեման:Բարեբախտաբար, CUI Devices-ն առաջարկում է մի շարք մագնիսական և պիեզո ազդանշաններ ցուցիչի կամ փոխարկիչի տեսակների մեջ, որպեսզի ձեր դիզայնի համար ազդանշանի ընտրությունն ավելի հեշտ դարձնի: