为当今的电子设计选择合适的音频转换器

在当今的电子设计中，声音报警已经成为基本的功能。无论是高音安全警报器，还是可以发出的嘀嘀声的条形码扫描器，这些产品已经成为了我们生活中的一部分。

人们已经开发出了不同类型的音频报警设备，来满足各种各样的设计需求。这些报警设备在体积、电功率和声音覆盖范围等方面各不相同，可以作为蜂鸣器、警笛、讯响器、警报器或扬声器使用。

选择音频转换器的考虑要点

为了给特定的设计选择最好的音频变换器，机械结构工程师和电子设计工程师之间就必须紧密协作。与其他电子部件不同，音频器件的音频特性和它的物理尺寸之间的相互影响是非常大的。

电子工程师选择预期的频率和基于报警声所覆盖距离范围的音频输出声级（SPL）。机械结构工程师也必须决定安装音频器件的空间是否足够，以及哪种安装方式最有利于生产。一旦这些得到解决，就必须考虑电源是如何供给的。它是交流电源供电，如线性电源，还是直流电源供电，如电池供电等。

下一个步骤就是选择哪种可获得的技术最适合这些已经建立的标准，如电子蜂鸣器、电声型音频转换器或者压电型音频转换器等，如表1所示。

不同类型的器件选择

当工程师为某个产品线设计一个过程控制器时，可以选择使用电子蜂鸣器，如BR2818L-12或者相似类型的，因为它们的工作频率很低（400Hz）。这种频率的声音可传得很广，而且在非常嘈杂的工厂环境中也可以听到。当设计一个加油站的油泵控制器时，这种低频率的声音效果更好，因为加油站所处的是户外环境。在这两种应用中，法兰结构和软引线提供了多种安装选择，可以适合不同的安装要求。

对于医疗仪器和电声类型的器件，BRT2821P-12等是最合适的，由于其2800Hz的频率指向性很强，而且覆盖范围很窄。可以在医院的病床边就听得到，但不会打扰在同一房间的其他患者。这种器件通常只需要少量的电能，因此为仅吸入40mA电流的器件供电是不成问题的。该器件的引脚类型也特别适合PCB板的插入式安装，同时也提供软引线的类型。

压电类型的器件，如BRP3018P-12-C，厚度很薄，这在产品的机械结构设计中是非常有用的，设备吸入10mA的低电流也更重要，这点特别适合电池供电的设备，如便携手持仪表等产品。在这些应用中，2000Hz的频率被认为是近似完美的声音，因为它不会使用户或周围的人感到吵闹。

相同类型的器件选择

在上面提到的技术类型中，也有许多其他选择，在压电类型器件中可以获得SMT类型的，尺寸小至11mm×9mm×1.7mm，在0.1m距离处的SPL可以达到80dB，而电声类型的器件，尺寸小至5.5mm×5.5mm×2.5mm，在    0.1m距离处的SPL可以达到87dB。这些器件可以用在条形码阅读器、手持医疗仪器和其他小型设备中，而且能够通过回流焊工艺进行焊装。

大尺寸的压电器件被用在安全警报设备中。也有一些可变声的警报器，如空袭警报、断续和脉冲声调，以及许多其他应用。在1m的距离处的分贝级别通常超过100dB，而且也有许多超过这个级别。

电声类型通常是指扬声器，这是由于它使用与扬声器相同的技术发声，也具有线圈、永久磁铁和振动膜。因此，这种技术类型的器件可以在不同的频率产生单音或双音警报，与常规的扬声器非常类似。然而，它的应用也是有限制的，如果产品除了在多个频率上发出报警声外，也需要语音提示，那就不得不用到一个微型扬声器了。

有许多微型扬声器的尺寸可以小至30mm，或更小，如表2所示。比较这些扬声器可以知道，它们的某些规格与尺寸上与表1中描述的转换器是类似的。此外，也有许多其他类型的微型扬声器，从用于移动电话的15mm超微型到102mm的安全报警应用。在这些器件中，厂家都提供多种不同安装方式和端头类型的器件。

其他应用

除了前文提到的，需要音频器件的应用数不胜数的。在我们的厨房中，微波炉可以发出警示声告诉我们食物烹制好了；当电冰箱的门没有关严的时候，它也会提示我们门有个缝隙；我们的烤炉提醒我们烘烤的温度已经到了，并且烹饪范围告警使我们知道是猫跳到了炉架上，或小孩把手放在了上面。在洗衣店，一个警示告诉我们衣服已经洗完了，所以，我们可以把衣服从洗衣机中取出放在烘干机中了。烘干告警也提示我们，烘干机已经完成了设定的烘干程序，我们可以把衣服取出来了，为了不使衣服发生皱褶可以将其叠起来或挂起来。

当然，我们是非常熟悉这些情景的，因为这是我们日常生活中的一部分，但也有很多不常见的应用。一名针灸医生使用一个设备，它可以确定在哪个位置进针能够减轻患者的疼痛；一名眼科医生使用手持式的测量表来快速地检查患者经过一定治疗后的眼压；牙科医生使用一种定时器来提醒他们什么时候牙冠的黏合时间已经到了。

当我们走出家门，离开医生的时候，也有许多的其他应用是通过最普通的声音来提醒我们遇到了某个情景。繁忙的饭店现在使用一种带有两种提示音的设备，人们可以带它离开饭店一定的距离。当有空闲的餐桌位置时，这个设备会提示，同时发出嘟嘟的声音。在汽车中，当汽车接近目标时，仪表盘后备报警系统发出的嘟嘟声就会更快，这有助于避免无意中的人为伤害，以及对汽车造成毁坏。同样的思想也用在高尔夫球车和大卡车中，但是，这些场合都要求告警声非常大，而且都是安装在车身外。

当新兴器件设计出来用于音频报警时，这些器件的制造商就会持续完善他们的技术来满足不断发展的市场需求。