JPH0293595A

JPH0293595A - ブザー駆動回路

Info

Publication number: JPH0293595A
Application number: JP63246467A
Authority: JP
Inventors: Koji Shitanda; 四反田　浩二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-04
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JP2931594B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は圧電ブザーを駆動するためのブザー駆動回路
に関する。

（従来の技術）近年、電子機器においては、ブザーが使用されることが
多い。このブザーの中で、圧電ブザーは、消費電流が小
さく、薄型で、回路への電気的影響が小さいので、種々
の電子機器に使用されている。例えば、アラーム電子時
計等における時刻報知手段、電卓、カメラ等における状
態確認手段、感種感知器、警報器等における警報手段等
として広く使われている。

圧電ブザーは、圧電素子によって形成てれた薄板を金属
振動体等に貼り合せることにより得られるたわみ振動子
を直接発音体とするものであシ、可聴周波数の交流電圧
で駆動されることにより鳴動する。したがって、この圧
電ブザーを鳴動式せるためには、何等かの方法でこの圧
電ブザーを正弦波電圧や矩形波電圧等の交流電圧で駆動
しなければならない。最近では、マイクロコンビーータ
等のデジタル回路で直接駆動する例も多く見られる。

ところで、圧電ブザーの音量は、通常、単一とされてい
る。しかし、電子機器によっては、音量を換えられるよ
うにした方が好ましい場合がある。

例えば、室内と屋外の両方で使用する電子機器において
は、一般には、屋外で使用する場合に、室内で使用する
場合よシも音ｔ’ｉ−大きくすることができるようにし
た方が好ましい。

圧電ブザーはその名の示す通シ印加電圧、つまり、駆動
電圧によって音圧が変えられる。したがって、圧電ブザ
ーの音量を変えるには、圧電ブザーの駆動電圧を変えれ
ばよい。

この駆動電圧を変えるために、一般的に考えられる構成
を第４図に示す。

図示のブザー駆動回路は、ノ母ルス発生回路１１から出
力される圧電ブザー１３の共振周波数と同じ周波数のパ
ルス信号によってエミッタ接地トランジスタ１２′Ｉ＆
：オン、オフ駆動することＫよシ、圧電ブザー１３をそ
の共振周波数で駆動する構成において、互いに電源電圧
の異なる複数の電源１４．１５．１６ｆ用意し、これら
全スイッチ１７によシ択−的に圧電ブザー１３に接続す
ることができるようにしたものである。

このような構成によれば、圧電ブザー１３の両端には、
電源電圧ＶＡ＋　ＶＢ　ｅ　Ｖ（ｔ”ピーク値とする矩
形電圧が印加される。したがって、圧電ブザーＪ３にど
の電源１４，１５．１６が接続されるかによってこの圧
電ブザー１３の駆動電圧が第５図に示すように変見られ
る。これにより、圧電ブザー１３の音圧が第６図に示す
ように変り、圧電ブザー１３ｄ異なる音量で鳴動するこ
とになる。

なお、１８はパルス発生回路１）がノ母ルス信号を発生
する際の基準となる基本クロックを発生する基本クロ、
り発生回路であり、１９はパルス発生回路１ノのノＪ？
ルス発生動作を制御するマイクロコンピュータである。

上記構成の場合、原理的には簡単な構成によシ圧電ブザ
ーの駆動電圧を変えることができるが、複数の電源１４
，１５．１６ｆ必要とするため、コスト等の面から実際
の設計、商品化が困難であるという問題がある。

（発明が解決しようとする課題）以上述べたように、圧電ブザーの音′Ｉｋｔ−変える場
合、一般には、電源電圧を変えることが考えられるが、
このような構成では、複数の電源を必要とするため、原
理的な構成が簡単なわ）には、実際の設計、商品化が困
難であるという問題がある。

そこで、この発明は、単一の電源で圧電ブザーの音量を
変えることができ、実際の設計、商品化が容易なブザー
駆動回路を提供すること全目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的全達成するためにこの発明は、゛圧電ブザーの
音圧はその駆動電圧における圧電ブザーの共振周波数付
近の周波数を持つ成分の振幅に大きく依存することに着
目し、圧電ブザーの共振周波数とほぼ同じ周波数よシ高
く、かつ、互いにデューティの異なる複数のパルス信号
全択一的に出力可能な手段を設け、この手段から出力さ
れるノｆルス信号を共振周波数とほぼ同じ周波数のノＪ
？ルス信号によｈｃ−トし、このｆ−）出力によ）圧電
ブザーを駆動するようにしたものである。

（作用）上記構成によれば、圧電ブザーの駆動電圧において、そ
の共振周波数付近の周波数を持つ成分の振幅が、上記共
振周波数とほぼ同じ周波数を持つパルス信号よ）高い周
波数を持つパルス信号のデニーティによシ変見られるの
で、どのデシ−ティを持つパルス信号を選択するかによ
シ、圧電ブザーの音量を変えることができる。したがっ
て、複数の電源を容易することなく、単一の電源で、以
下、図面を参照しながらこの発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。

この第１図において、２１は基本クロックを発生するク
ロック発生回路である。２２はこの基本クロック発生回
路２１から出力される基本クロックに従って圧電ブザー
３１の共振周波数と同じ周波数のパルス信号Ｐを発生す
るノＪ？ルス発生回路である。２３，２４．２５は基本
クロック発生回路２１から出力される基本クロックに従
って圧電ブザー３１の共蛋周波数よシは周波数が高く、
かつ互いにデ１−ティの異なるノ譬ルス信号ＰＡ　、　
ＰＲ。

ＰＣを発生するパルス発生回路である。２５はこれらパ
ルス発生回路２３，２４．２５から出力されるパルス（
ｉ号ＰＡ　、　ＰＲ、ＰＣヲマイクロコンビエータ２７
からの制御信号に従って択一的に選択するパルス選択回
路である。２８はこの）々ルス選択回路２６で選択され
たパルス信号Ｐを上記ノｆルス発生回路で２２から出力
されるパルス信号Ｐでｙ　−トするアンド回路である。

３０はこのアンド回路２８のゲート出力を抵抗２９を介
して受け、このｆ−）出力によってオン、オフ駆動され
るエミッタ接地トランジスタである。３２はこのトラン
ジスタ３０のコレクタと電源３３との間に圧電プデ−３
１と並列に挿入される抵抗である。

上記構成において動作を説明する。

圧電ブザー３１の両端に印加されるパルス状の駆動電圧
をｙ（ｔ）としたとき、ｙ（ｔ）が圧電！デー３１の共
振周期Ｔの周期関数であれば、次式（１）に示すように
フーリエ級数展開することができる。

ｙ（ｔ）−Ａ１ｓｉｎωｔ＋Ａ２５ｉｎ２ωｔ＋Ａ３５
ｌｎ３ω１＋−・・Ｂｏ＋Ｂ１ｅｏｓωｔ＋Ｂ２ｅｏ畠
２ωｔ＋Ｂ３ｃｏｍ３ω１＋−・・・・・（１）但し、ω：２π／Ｔところで、圧電ブザー３１の音量（音圧）は、その駆動
電圧において、共振周波数付近の周波数を持つ成分に大
きく依存する。すなわち、共振周期Ｔの周期関数とみな
される駆動電圧ｙ　（ｔ）においては、Ａ１ｍ１ｎωｔ
とＢ１　ｅｏａωｔとの和が共振周波数を有する成分の
レベルを表わすから、圧電ブザー３ノの音量はこの和成
分に支配されると考えてよい。

今、簡単の丸めに、パルス発生回路２３，２４゜２５か
ら出力されるパルス信号ＰＡ　、　ＰＲ、ＰＣのデュー
ティを、第２図（ａ）　＋　（ｂ）　、（ｅ）に示すよ
うに、それぞれ１　、１／２　、１／４とする。

マイクロコンビーータ２２の制御によシ、ノ臂ルス選択
回路２６で）４ルス信号ＰＡが選択されると、圧電ブザ
ー３ノの両端には、第３図（ａ）に示すような波形の駆
動電圧が印加される。このとき、第３図のように時間軸
をとれば、Ｂ１＝０となるので、Ａ１が共振周波数とほ
ぼ同じ周波数を持つ成分の振幅を示すことになる。この
場合、Ａ１は次のように計算される。

ここで、トランジスタ３０がオンしたときのそのコレク
タ・エミッタ間電圧ＶＣＩを無視すれば、■＝αである
から、互を振幅とする周波数１７Ｔのπ 正弦波を印加したときとほぼ同じ音量が得られる。

同様に、第２図（ｂ）に示すパルス信号ＰＢが選択され
た場合は、圧電ブザー３１に印加される駆動電圧ｙ（ｔ
）は、第３図（ｂ）に示すようになシ、Ａ１は次のよう
に計算される。

＝　’！　（ｃｏｍａ−Ｃｏｓπ） π ・・・（２〕但し、Ｎ：１周期内のオン期間の回数し九がって、この場合は、パルス信号ＰＡを選んだ場合
の１７２の音量が得られる。

また、第２図（ｅ）に示すパルス信号ＰＣを選んだ場合
の駆動電圧ｙ（ｔ）は、第３図（ｅ）　Ｋ示すようにな
シ、Ａ１の振幅は詳細な計算は省略するが、パルス信号
ＰＡを選んだ場合の約２４．５　％となる。

以上の考察かられかるように、電源電圧Ｖは一定なので
、ある７４？ルス信号を選んだとき、その音量は、の振幅を持つ正弦波を印加したときの音量とほぼ等しい
と考えられる０したがりて、所望の音量が振幅βの正弦波を印加した場
合の音量であれば、式（４）となるような区間分割した
パルス信号を選択すれば、同等の音量を得ることができ
る。

以上述べたようにこの実施例は、圧電ブザー３１の音量
（音圧）が駆動電圧ｙ（ｔ）の共振周波数１／Ｔ付近の
周波数成分の振幅に大きく依存することに着目し、共振
周波数１７’ｒよシは周波数が高く、かつ、互いにデエ
ーテイが異なるノ９ルス信号ＰＡ。

ＰＢ　、　ＰＣを共振周波数１／Ｔと同じ周波数を持り
ツｌルス信号Ｐでゲートし、このｆ−）出力で圧電ブザ
ー３１ｔ−駆動するよりにしたものである。

このような構成によれば、駆動電圧ｙ（ｔ）において、
共振周波数１／Ｔと同じ周波数を持つ成分の振幅力・ク
ルス信号ＰＡ　、　ＰＢ　、　ＰＣのデューティによっ
て変るため、単一の電源３３によって圧電ブザー３１の
音量を変えることができる。したがって、ブザー駆動回
路の実際の設計、商品化が容易となる。

また、単に、パルス信号のデューティを変えるだけで、
音量を変えることができるので、細かくかつ精度の高い
音量調節も比較的容易に実現することができる。

以上この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明
はこのような実施例に限定されるものではなり０例えば、先の実施例では、パルス信号の周波数を圧電ブ
ザーの共振周波数と完全に等しくする場合を説明したが
、はぼ等しいという条件を溝たすものであれば必ずしも
完全に等しい必要はない。

ま九、先の実施例では、デューティの異なるパルス信号
の数を３としたが、これ以外の複数のパルス信号を用い
てもよいことは勿論である。

この他にも、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々様々変形可能なことは勿論である。

［発明の効果コ以上述べ九ようにこの発明によれば、単一の電源で圧電
ブザーの音量を変えることができるため、音量調節が可
能なブザー駆動回路の設計、商品化を容易にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図および第３図は第１図の動作を説明するための信号波
形図、第４図は音ｉ調節機能を備えたブザー駆動回路と
して一般的に考えられる構成を示す回路図、第５図は第
４図の動作を説明するための信号波形図、第６図は同じ
く第４図の動作を説明するための特性図である。２１・・・基本クロック発生回路、２２　、２３　。２４．２５・・・／ＩＰルス発生回路、２６・・・ノク
ルス選択回路、２７・・・マイクロコンビエータ、２８
・・・アンド回路、２９・・・抵抗、３０・・・エミッ
タ接地トランジスタ、３）・・・圧電ブザー　３２・・
・抵抗、３３・・・電源。第２　図第３１Ａ第図

Claims

【特許請求の範囲】圧電ブザーの共振周波数とほぼ同じ周波数のパルス信号
を発生する第１のパルス発生手段と、この第１のパルス
発生手段から出力されるパルス信号より周波数が高く、
かつ、互いにデューティの異なる複数のパルス信号を択
一的に発生可能な第２のパルス発生手段と、この第２の
パルス発生手段から出力されるパルス信号を上記第１の
パルス発生手段から出力されるパルス信号でゲートする
ゲート手段と、このゲート手段のゲート出力に従って上記圧電ブザーを
駆動するブザー駆動手段とを具備したことを特徴とする
ブザー駆動回路。