1、NPN+高電平+兼容有源/無(wú)源

答疑解惑：

1）：為什么兼容

答：在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)碰到需求變更，比如項(xiàng)目前期，對(duì)蜂鳴器的發(fā)聲頻率沒(méi)有 要求，但后期有要求，需要更換為無(wú)源蜂鳴器，這時(shí)就需要修改電路圖，甚至修改 PCB， 這樣就增加了改動(dòng)成本、周期和風(fēng)險(xiǎn)。

2）：有源和無(wú)源的電路區(qū)別

答：區(qū)別就是增加一個(gè)1N4148。具體原理：區(qū)別主要在于無(wú)源蜂鳴器本質(zhì)上是一個(gè)感性元件， 其電流不能瞬變，因此必須有一個(gè)續(xù)流二極管提供續(xù)流。否則，在蜂鳴器兩端會(huì)有反向感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管，并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其它部分。而如果電路中工作電壓較大，要使用耐壓值較大的二極管，而如果電路工作頻率高，則要選 用高速的二極管。這里選擇的是 IN4148 的開(kāi)關(guān)二極管。

3）：電路硬件參數(shù)具體計(jì)算：

答：為了電路的兼容性和可擴(kuò)展性，電路需要考慮兼容不同廠家和不同功率的蜂鳴器。同一 個(gè)耐壓的蜂鳴器主要是蜂鳴器的內(nèi)阻和工作電流不一樣，一般 3V~5V 耐壓的蜂鳴器，不同功率的蜂鳴器導(dǎo)通電流是 10mA~80mA。我們按照最大功率的蜂鳴器去設(shè)計(jì)電路即可，即三極管的推動(dòng)電流按照 80 mA 設(shè)計(jì)。
????????假定：β＝120 為晶體管參數(shù)的最小值，蜂鳴器導(dǎo)通電流是 80 mA。那么集電極電流 IC ＝80 mA。則三極管剛剛達(dá)到飽和導(dǎo)通時(shí)的基極電流 IB＝80mA／ 120＝0.667mA。流經(jīng) R2的電流是 0.7V／ 3.3k?＝ 0.212mA，所以流經(jīng) R1 的電流應(yīng)該是 IR1=0.667mA +0.125mA=0.792mA。BUZZER 端的門檻電壓是設(shè)定在 2.2V，那么 R1=(2.2V-0.7V)/ 0.792mA=1.89K。電阻取常規(guī) 2K 即可。
????????如果電路更換功率稍大一點(diǎn)的有源蜂鳴器，可以按照上面的計(jì)算方法計(jì)算 R1 的大小。

4）：各元件的作用

電阻R1為限流電阻，防止流過(guò)基極電流過(guò)大損壞三極管；

電阻R2，作用1相當(dāng)于基極的下拉電阻。如果控制端被懸空則由于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；

電阻R2，作用2，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，即控制端輸入電壓只要超過(guò)0.7V 就有可能導(dǎo)通，添加R2的情況就不同了，當(dāng)從控制端輸入電壓達(dá)到約2.2V 時(shí)三極管才會(huì)飽和導(dǎo)通，具體計(jì)算過(guò)程如下：
????????假定β =120為晶體管參數(shù)的最小值，蜂鳴器導(dǎo)通電流是15mA。那么集電極電流IC=15mA。則三極管剛剛達(dá)到飽和導(dǎo)通時(shí)的基極電流是 IB=15mA/120=0.125mA。流經(jīng)R2的電流是0.7V/3.3k?=0.212mA，流經(jīng)R1的電流 IR1=0.212mA +0.125mA=0.337 mA。最后算出BUZZER端的門檻電壓是0.7V+0.337mA× 4.7k?=2.2839V≈2.3V。

電阻R2，作用3，當(dāng)控制端懸空時(shí)，作為電容C1和基極間的放電回路。

電容C2為電源濾波電容，濾除電源高頻雜波。

電容C1、C3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)用時(shí)，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。

5）NPN三極管選型

答：可以用S8050。

2、PNP+低電平+兼容有源/無(wú)源

3、常見(jiàn)的錯(cuò)誤電路

? 圖1 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(wú)法驅(qū)動(dòng)或者響聲很小。

?圖2 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。

?圖3 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 壓只要超過(guò)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(lái)說(shuō)太低了， 電磁干擾的環(huán)境下，很容易造成蜂鳴器鳴叫。

?圖 4 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，而且和圖3一樣BUZZER端輸入電壓只要超過(guò)0.7V就有可能使三極管導(dǎo)通。