蜂鸣器
蜂鸣器（Buzzer）是一种将电信号转换为声音的装置，是实现人机交互的高效工具。可分为机电式、压电式、电磁式和机械式。
蜂鸣器的工作原理是只要按照极性要求加上合适的直流电压就可以发出固有频率的声音，使用起来比扬声器简单。由此可见，其控制与LED的控制是没有区别的。虽然单片机对蜂鸣器的控制和对LED的控制在原理上相似，但它们的硬件电路存在差异。由于蜂鸣器属于感性负载，通常不建议直接使用单片机的I/O口进行操作。为了安全有效地控制蜂鸣器，最好是添加一个驱动三极管。在对电路性能要求较高的场合，还需要额外加上一只反向保护二极管，以确保电路的稳定性和安全性。
蜂鸣器适用于从消费电子到工业控制的广泛领域，广泛应用于定时器、警报装置、打印机、计算机等设备。根据设计差异，蜂鸣器可生成警报声、音乐、铃声或警笛声等多种音效。
1831年，约瑟夫·亨利（Joseph Henry）发明了电动蜂鸣器，1930年代后被音调更柔和的音乐铃取代。压电蜂鸣器由日本制造商于20世纪70至80年代研发并广泛应用于各类产品。
简史
1831年，约瑟夫·亨利（Joseph Henry）发明了电动蜂鸣器。早期主要应用于门铃，但因其音调尖锐，20世纪30年代初逐渐被音色更柔和的音乐门铃取代。压电蜂鸣器（又称压电陶瓷蜂鸣器）由日本制造商于20世纪70至80年代研发并广泛应用于各类产品。这一技术突破得益于日本企业的协同创新：1951年，多家公司联合成立钛酸钡应用研究委员会（钡 钛酸盐 Application Research Committee），通过“竞争性合作”模式推动了多项压电技术的创新与发明。
分类与结构
压电式蜂鸣器
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器、共鸣箱及外壳等组成。部分压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通1.5~15V直流工作电压后，多谐振荡器起振，输出1.5~2.5KHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成，陶瓷片的两面镀有银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
电磁式蜂鸣器
电磁式蜂鸣器由前盖、振动发音片、动定触点、壳体、U形支架、音量调整螺钉、铁芯、线圈、绝缘垫片、弹簧片等组成。如图3-95所示，把套有线圈的铁芯固定于U形支架的折边上，线圈的一条引线焊于U形支架上与外壳体相连为地线。线圈的另一端由导线引出（为火线）。在支架的另一端固定有弹簧片，弹簧片的前端上还铆有衔铁，中间铆有动触点。支架与外壳体之间加有绝缘垫片。振动发音片上铆有定触点，壳盖把振动发音片固定于外壳体上，外壳体上有一音量调整螺钉。平时，靠弹簧片的弹力，衔铁上的动触点与振动发音片上的定触点是紧密接触在一起的，而衔铁与铁芯之间保持一定间隙。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。
其他类型
机械式蜂鸣器：此类蜂鸣器属于电磁式的子类型，其内部组件与电磁式蜂鸣器相似，但主要区别在于其振动部件安装在外部而非内部。机电式蜂鸣器：这类蜂鸣器的设计基于裸露金属盘和电磁铁，其工作原理与磁式、电磁式蜂鸣器类似。其发声依赖于金属盘的移动与磁力作用，当电磁铁通电时，金属盘受磁力驱动振动，从而产生声音。
蜂鸣器引脚配置
蜂鸣器的引脚配置如下所示，包含两个引脚，分别为正极（+）和负极（-）。正极端子：以“+”符号或较长的引脚标识，需连接6伏电源。负极端子：以“-”符号或较短的引脚标识，需接地（GND端子）。
蜂鸣器电路图
基于蜂鸣器的水位指示器电路图如下所示。该电路用于检测水箱、洗衣机、泳池等容器中的水位，其设计简单，所需元件包括：晶体管、蜂鸣器、300千欧可变电阻、电源（或9V电池）。将电路的两根探测探头置于容器中。当水位超过设定阈值时，蜂鸣器触发并发出警报声。电路中的晶体管（如BC547B NPN，也可替换为通用型晶体管2N3904/2N2222）作为电子开关工作：当探头检测到水时，晶体管导通，电流流经晶体管驱动蜂鸣器发声。水位未达标时，晶体管处于截止状态，蜂鸣器保持静默。
功能原理
压电式蜂鸣器
压电蜂鸣片是将高压极压化后的压电陶瓷片黏贴于振动金属片上。当添加交流电压后，会因为压电效应，而生成机械变形伸展及收缩，利用此特性使金属片振动而发出声响。周边支持方式-将蜂鸣片外径边缘固定于共振腔内，一般采无回授式蜂鸣片，而其蜂鸣片须与共振腔频率搭配，才会有较高的音压输出，并由外部振荡电路生成推动信号，使蜂鸣器发出声音。节点支持方式-将蜂鸣片固定于约与陶瓷片直径同尺寸的环形结构内。若共振腔设计得宜，并搭配频率正确的回授式蜂鸣片与正回授电路，将可生成较大音压及正确的频率。
电磁式蜂鸣器
电磁式蜂鸣器是由线圈和金属膜片构成的，在线圈两端加上合适的电压之后，电流流过线圈会在产生磁场，磁场使金属膜片发生形变。如果提供变化的电流的话，那么蜂鸣器就会发出声音。电池式蜂鸣器根据内部是否有震荡源，又可以分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。有源蜂鸣器内部具有震荡源，只需要在线圈两端加上合适的电压就可以；而无源蜂鸣器内部没有震荡源，所以需要在外部用方波来驱动，改变方波频率可以改变声音。
主要特点
压电式蜂鸣器
使用寿命长、可靠性高，连续使用可达10000小时以上，是半永久性器件；不产生飞弧或者射频噪声，对其他线路无干扰，亦不易受外界的干扰；不会因松动而引起大的振动，且无漏电的可能；由于蜂鸣器用电子线路控制，所以能发出多种悦耳的声音、包括模拟声、断续声。且音色纯正，不易被噪声所覆盖；压电蜂鸣器消耗电流小，一般在20mA以下，最大不会超过100mA；体积小音量大。音量可达到70分贝/20cm，而元件厚度通常0.3mm左右，最大不会超过1mm；工作温度范围宽，通常不受温度影响；压电蜂鸣器便于安装，而且不像电磁蜂鸣器有电磁/线圈，完全不必担心其绝缘恶化。
电磁式蜂鸣器
电磁式蜂鸣器在电器使用有警示和提示音功能，因体积小，单价低，耗能低，寿命长，发音高等特点广泛使用用于UPS空调，计算机主要各种电子电器中。
机械式蜂鸣器
机械式蜂鸣器的声音较大、尖锐，可持续时间较久，且声音失真较小。与电子式蜂鸣器相比，机械式蜂鸣器可重复使用，不受电力干扰或电子元件失效的影响，适用于各种环境。此外，机械式蜂鸣器也有不同的样式和规格，例如不同的声音频率和音量等，可根据不同的应用场景选择不同类型的机械式蜂鸣器。以下是机械式蜂鸣器的一些特征：①声音较大：机械式蜂鸣器通常比电子式蜂鸣器声音更大，因为它们是利用机械振动发声的。②声音尖锐：机械式蜂鸣器的声音通常比较尖锐，这是因为它们的振动系统比电子式蜂鸣器更强烈。③持续时间长：机械式蜂鸣器可以持续发声，而电子式蜂鸣器的声音通常更短暂。④声音失真较小：由于机械式蜂鸣器的声音是通过机械振动产生的，因此它们的声音失真较小，可以产生更真实的声音效果。⑤可重复使用：与电子式蜂鸣器不同，机械式蜂鸣器可以重复使用，而不需要更换电池或电容器。⑥适用于各种环境：机械式蜂鸣器可以适用于各种环境，例如户外、室内或工业环境，因为它们不受电力干扰或电子元件失效的影响。
应用领域
1、压电蜂鸣器应用范围很广泛，压电蜂鸣器实际上有三种商品形式，即复合体，发声体和压电蜂鸣器（压电蜂鸣器还分报警及通知两种）。报警用的压电蜂鸣器用于火灾、烟浓度、漏气、防盗及汽车报警等作为报警使用；通知用的压电蜂鸣器一般用在仪器仪表、医疗设备、自动售货机、洗衣机、家用电器等作为通知使用；另外，具有模拟声、复合声的蜂鸣器还可用于玩具，电视游戏等领域。2、电磁式蜂鸣器广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。3、机械式蜂鸣器是一种传统式的蜂鸣器，通常用于发出提醒、警示或召唤声音。
技术规格
材质和工艺
蜂鸣器的生产工艺主要包括以下几个过程：①选材：蜂鸣器主要由振膜、磁体、线圈等组成。振膜选用材料一般为陶瓷材料，具有良好的声音传导性能和耐高温的特点；磁体选用强磁性材料，用于产生磁场，使振膜得以振动；线圈选用密封性好、导电性能良好的材料，用于传输电流。②切割：切割是蜂鸣器生产的关键步骤，主要是将选购好的材料切割成适当尺寸的形状，以便后续的组装。切割的方式可以采用机械加工或激光切割，确保切割的尺寸精确。③封装：封装是将切割好的振膜、磁体和线圈等组件组装在一起，形成一个完整的蜂鸣器。封装过程中需要注意组件的位置和焊接的质量，确保组装的准确性和稳定性。④测试：测试是蜂鸣器生产的最后一步，主要是对已封装好的蜂鸣器进行质量检测，包括声音的频率、音量和稳定性等方面的测试。测试通过后，蜂鸣器即可进入包装和销售阶段。
标准规范
2012年2月28日，地方标准《电压声响器和电压蜂鸣器》（DB44/T 991-2012）发布，2012年6月1日实施。该标准由广东省质量技术监督局归口上报，主管部门为广东省质量技术监督局。主要起草单位为东莞思威特电子有限公司、东莞市电子信息产业协会、广东省标准化研究院。主要起草人为张伟、徐晨、黄建平、严红光、吴志斌、唐善荣、段新颖、杨洪、薛珺君、谢宗祥、王自力、何伟、曾俊峰、姚宗兰。2012年2月28日，地方标准《电磁声响器和电磁蜂鸣器》（DB44/T 990-2012）发布，2012年6月1日实施。该标准由广东省质量技术监督局归口上报，主管部门为广东省质量技术监督局。主要起草单位东莞思威特电子有限公司、东莞市电子信息产业协会、广东省标准化研究院。主要起草人张伟、徐晨、黄建平、严红光、吴志斌、唐善荣、段新颖、杨洪、薛珺君、谢宗祥、王自力、何伟、曾俊峰、姚宗兰。2021年8月21日，行业标准《汽车用蜂鸣器》（QC/T 550-2021）发布，2022年2月1日实施。该标准由全国汽车标准化技术委员会归口上报，主管部门为工业和信息化部。
参考资料
What is a Buzzer : Working & Its Applications.elprocus.2025-04-27
History of Buzzers.keliking.2025-04-27
What is a Buzzer : Working & Its Applications.fbelec.2025-04-27
压电蜂鸣器的工作原理与优点.臻美智能电子.2025-04-30
什么是电磁式蜂鸣器？.响拇指.2025-04-30
机械式蜂鸣器有哪些特征.声惠电子.2025-04-30
电压声响器和电压蜂鸣器.全国标准信息公共服务平台.2025-04-27
电磁声响器和电磁蜂鸣器.全国标准信息公共服务平台.2025-04-27
汽车用蜂鸣器.全国标准信息公共服务平台.2025-04-27