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NINGBO SANCO ELECTRONICS CO., LTD.

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ピエゾサウンダー
圧電サウンダ 基本原理 の技術および動作は、 圧電セラミック素子は、多くの結晶(ポリ結晶)の焼結体です。この結晶の歪みは、熱的、機械的、または電気的に要素に応力が加わると発生します。これらの歪みは、アラームやセンサーのアプリケーションを含む多くの可能な用途を作成します。

圧電素子を可聴出力で使用する場合、セラミックの共振周波数が高すぎてそれ自体では可聴音を生成できないため、金属板がセラミック素子に取り付けられます。この金属板は、ピエゾセラミックの収縮と膨張により図1に示すように振動し、可聴信号が生成されます。

インピーダンス 特性圧電素子の等価回路を図3に示します。素子の機械的共振はR、L、Cで示され、LとCが共振周波数を決定します(図3)。 シャントコンデンサは直列の組み合わせよりも大きいため、合計インピーダンスは容量性です。

振動モード とサウンドELEMENTの支持方法振動の基本的な3種類のモードを搭載するスタイルに応じて、要素内に作成することができます。これは、図2に示されている (1)ノードは、図1に示した音素をサポート 取付 。2(a)のノードがフリーな状態で振動させる、装着されています。図1の破線で示すように、振動が発生しない周囲のノードが作成されます。ノードに取り付けると、振動の機械的抑制が最小になり、最大振幅が可能になります。したがって、この取り付け方法は、図5(a)に示すように、3つの選択肢の中で最高の音圧出力と最も安定した発振周波数を提供します。その結果、これは高出力のセルフドライブアプリケーションに最適な設計です。(2)エッジサポート図2(b)は、サウンド要素がエッジでサポートされているときの振動モードを示しています。この取り付け構成では、図の破線で示すように、サウンドプレート全体が上下に振動します。したがって、図5(b)に示すエッジ法は、ノードを移動することにより基本共振周波数を抑制します。これは、広い周波数応答の可能性を提供し、外部ドライブで最も有利に使用されます。(3)センターサポート図2(c)は、サウンド要素がセンターでサポートされているときの振動モードを示しています。主振動領域が強制的にサポートされているため、この方法を使用すると大きな音圧レベルは実現できません。これも外部ドライブに適していますが、設計上の問題により、センターサポートはアラームとしては役に立ちません。 回路設計の考慮事項 1.駆動波


圧電素子は、特定の用途に応じて、正弦波、パルス波、または方形波のいずれかで駆動できます。正弦波が使用される場合、デバイスはより低い音圧レベルで共振周波数(Fo)より低い周波数で動作します。この理由は、図7に示すように、ピーク偏向間のタイムラグによるエネルギーの損失です。波形のクリッピングは周波数の不安定性をもたらす可能性があるため、きれいな正弦波信号を提供することが重要です。方形波またはパルス波を使用して要素を駆動すると、高調波レベルの増加とともに、より高い音響出力が実現されます。並列コンデンサはこれらの高調波を低減できます。駆動周波数
最大出力を得るには、選択した特定の部品の推奨に従って、500Hzから4KHZの周波数を使用する必要があります。

3. DCの予防措置
セラミック素子の脱分極を防ぐために、それらが直流にさらされるのを防ぐためにあらゆる予防措置をとる必要があります。

4.高電圧に関する注意事項
仕様で推奨されている電圧よりも高い電圧は、たとえ短時間印加されたとしても、セラミックを損傷する可能性があります。圧電効果の強さにより、高電圧により結晶が焼結結合を破壊し、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。仕様で推奨されているよりも高い電圧では、著しく高い音圧レベルは達成されません。


5.ブースターコイルアプリケーション:
ブースターコイルを使用する場合、コイルが過熱してトランジスタに過大な電流が流れるため、推奨電圧を超えないでください。

6.衝撃:
ブザーまたはエレメントに機械的衝撃が加わると、駆動回路に重大な損傷を与える可能性のある高電圧が発生する可能性があります。機械的衝撃が発生する可能性があるアプリケーションでは、適切なダイオード保護が推奨されます。図7aに示すツェナーダイオード。図7bに示すショットキーダイオード。

7.接着剤の取り付け:
適切な音圧レベルを得るには、接着剤を適切に塗布する必要があります。

8.共鳴ケースの設計:
要素がサポートされていて、ケースがない場合、音圧レベルは小さくなります。これは、要素の音響インピーダンスが外気負荷の音響インピーダンスと一致しないためです。
ただし、共振するケースを構築することにより、エレメントとケースに入れられた空気の音響インピーダンスを一致させることができます。このケースは、次を使用して設計できます
(ヘルムホルツの方程式)


fo =空洞の共振周波数(Hz)c =音速34.4 x cm / sec @ 24
a =放音孔の半径(cm)d =サポートの直径
h =キャビティの高さ(cm)
t =キャビティの厚さ
k =定数=〜1.3

9.静電容量
トランスデューサーから最大の音圧レベルを得るために、発振器の出力インピーダンスをトランスデューサーのインピーダンスと一致させる必要があります。実際の静電容量は、次の式から計算できます。

C = pF
D =電極の直径(cm)
t =セラミックの厚さ(cm)

10.はんだ付けの推奨事項
リード線を要素にはんだ付けするための望ましい位置は、銀の表面の端に最も近い点です。リードを金属板にはんだ付けするための望ましい位置は、板の端とセラミックの端の間の領域です。
以下がはんだ付けの条件です。




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