ブザーの基本: 技術、音色、および駆動回路

ブザーは、電子製品とユーザー間のコミュニケーションを提供するための、効果的で手頃な方法を提供します。このブログ投稿では、Same Skyが磁気ブザーと圧電ブザーの違いについて解説し、それぞれの用途に適したものを選択する方法を説明します。ここでは、これらのブザータイプの構造、電圧、電流、音圧レベル（SPL）能力などの違いについて詳しく学ぶことができます。   製品とユーザー間で情報を伝える方法には多くの選択肢があります。オーディオ通信の中で最も一般的な選択肢の1つがブザーです。デザインプロセスにおいて、ブザーの技術や構成について理解することが役立つので、このブログ投稿では、Same Skyが典型的な構成を説明し、ブザーの音色の例を提供し、一般的な駆動回路の選択肢を紹介します。

磁気ブザーと圧電ブザー

ブザー設計で使用される最も一般的な技術は、磁気技術と圧電技術の2つです。多くの用途で磁気ブザーまたは圧電ブザーのいずれかが使用されますが、どちらの技術を選択するかの決定は、さまざまな制約に基づいています。磁気ブザーは圧電ブザーと比べて、より低い電圧で動作し、より高い電流を必要とします（1.5～12V、20mA以上）。一方、圧電ブザーは通常、磁気ブザーよりも高い最大音圧レベル（SPL）を備えています。ただし、圧電ブザーの高いSPL性能は、より大きな設置スペースを必要とすることに留意する必要があります。   磁気ブザーでは、コイルに電流が流れることによって磁場を生成します。電流が存在するときにコイルは柔軟な強磁性ディスクを引き付け、電流が流れていない際にディスクは「休止位置」に戻ります。磁気ブザーの音は、強磁性ディスクの動きによって生成され、これはスピーカーのコーンが音を生成する方法に似ています。磁気ブザーは電流駆動型のデバイスですが、電源には通常電圧を使用します。コイルを通る電流は、印加される電圧とコイルのインピーダンスによって決まります。

圧電ブザーは磁気ブザーと似た用途で使用されます。圧電ブザーは、圧電材料の円盤の両面に電気接点を配置し、その円盤をエンクロージャ内で端部で支持することで構成されます。2つの電極間に電圧が加えられると、圧電材料はその電圧により機械的に変形します。ブザー内の圧電円盤のこの動きは、磁気ブザー内のフェロ磁性円盤や上述したスピーカーコーンの動きと同様の方法で音を生成します。

ピエゾブザーは磁気ブザーと異なり、電流ではなく電圧によって駆動されます。ピエゾブザーはコンデンサとしてモデル化される一方で、磁気ブザーは抵抗と直列接続されたコイルとしてモデル化されます。磁気ブザーとピエゾブザーの音の周波数は、ブザーを駆動する信号の周波数によって広範囲にわたって制御可能です。ピエゾブザーは入力駆動信号の強度と出力オーディオのパワーの間に比較的線形な関係を示しますが、磁気ブザーの場合は、入力駆動信号が低下するとオーディオ出力が急速に減少するという特性があります。

磁気または圧電インジケーター用のアプリケーション回路

磁気変換器の応用回路

圧電トランスデューサ用のアプリケーション回路

ピエゾトランスデューサ用のフルブリッジ回路

結論