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壓電蜂鳴片聲音元件的聲源主要來自壓電振動板。壓電振動板由一塊兩面印刷有電極的壓電陶瓷板和一塊金屬板(黃銅或不銹鋼等)組成。 使用粘合劑,將壓電振動板和金屬片粘接在一起,這就是我們俗稱的蜂鳴片。
圖2所示為壓電振動板的振蕩體系。 當在壓電振動板的兩個電極間施加直流電壓時,由于壓電效應,導致機械變形。對于形狀扭曲的壓電元件,其變形以輻射方向伸展。
壓電振動板則沿圖2(a)所示方向彎曲,而粘結于壓電振動板的金屬片不會伸展。相反,當壓電元件收縮時,壓電振動板則會沿圖2(b)所示方向彎曲。因此,當交流電壓穿過電極時,如圖2(c)所示,圖2(a)和圖2(b)所示之彎曲就會交替重復發生,從而在空氣中產生聲波。
蜂鳴片一般而言,人的聲頻范圍大約在20Hz到20kHz之間。人們易聽到的聲頻為2kHz到4kHz。因此,絕大部分壓電聲音元件應用在此聲頻范圍內。同時,蜂鳴片諧振頻率(f0)一般也選定在相同的范圍內。如圖3所示,諧振頻率取決于支承壓電振動板所采用的方法。如果壓電振動板的形狀相同,其數值將按照(a)、(b)和(c)的順序變小。
通常情況下,壓電振動板被安裝在共鳴腔室內,以產生高聲壓(如圖4)。利用公式()(赫爾姆霍茨公式),可以計算出圖4鳴腔室的諧振頻率(fcav)。由于壓電振動板和共鳴腔室具有適當的諧振頻率,分別為(f0)和(fcav),因此,可以通過控制兩者的位置來增大特定頻率下的聲壓和獲得特定的帶寬。
壓電蜂鳴片廣泛適用于:時鐘,計算器,電話機,洗衣機,各種報警器(防盜報警器等)