JPH06230785A - 圧電ブザー - Google Patents

圧電ブザー

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JPH06230785A
JPH06230785A JP5013832A JP1383293A JPH06230785A JP H06230785 A JPH06230785 A JP H06230785A JP 5013832 A JP5013832 A JP 5013832A JP 1383293 A JP1383293 A JP 1383293A JP H06230785 A JPH06230785 A JP H06230785A
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JP
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buzzer
piezoelectric
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piezoelectric element
impedance
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Shigeru Moriya
滋 守矢
Takashi Kikuchi
隆史 菊地
Shigenobu Mizuuchi
重信 水内
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高調波発振を防止してブザー動作の信頼性向
上を図った圧電ブザーを提供する。 【構成】 本圧電ブザー10は、主電極A,共通電極B
及び帰還電極Cを備えた3端子型の圧電素子3と、複数
の抵抗R1 ,R2 ,R3 と、高入力インピーダンスを有
するエンハンスメント形FET(増幅素子)12と有す
る。増幅素子として高入力インピーダンスの素子を用い
ることにより、当該圧電ブザー10の高調波発振を防止
できるので、ブザー動作の信頼性向上を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電ブザーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の圧電ブザーの駆動回路の一例を図
6に示し、3端子型圧電素子の等価回路を図7に示す。
【0003】同図に示す圧電ブザー1は、自励振タイプ
・ブザーであり、以下のように動作する。
【0004】同図中Vccで示す直流電圧が入力接点2
とGND間に印加されると、圧電素子3に電圧が印加さ
れ、圧電素子3が直ちに充電される。そして、べース電
流がバイアス抵抗R1 及びベース抵抗R2 を通してトラ
ンジスタTrに流れ、このトランジスタTrは、直ちに
オンする。
【0005】これと同時に圧電素子3の主電極A・共通
電極B間に放電電流が流れ始め、圧電素子3の帰還電極
Cには正の電圧が誘起され、その電圧がトランジスタT
rのベースに印加されるため、トランジスタTrは、継
続してオンし続ける。
【0006】そしてその放電電流が減少して圧電素子3
の帰還電極Cに誘起される電圧が、トランジスタTrの
ベース・エミッタ飽和電圧(VBE(sat) )以下となり、
トランジスタTrをオフさせる。
【0007】すると今度は、圧電素子3の主電極A・共
通電極B間に充電電流が流れ始め、帰還電極Cには負の
電圧が誘起され、トランジスタTrのベース電圧VBEを
さらに引き下げるため、しばらくの間トランジスタTr
がオフし続ける。そして、圧電素子3の充電電流が減少
してトランジスタTrのベース電圧VBEがベース・エミ
ッタ(VBE(sat) )以上となり、再びトランジスタTr
をオフさせる。以後この素子3の充放電動作を繰り返し
行うことにより、連続鳴動発振することになる。
【0008】ここで、圧電素子3の主電極A・共通電極
B間と帰還電極C・共通電極B間の伝送特性(帰還電極
・共通電極間電圧V2 )/(主電極・共通電極間電圧V
1 )を図4及び図5に示す。
【0009】図4から圧電素子3の帰還電極Cに誘起さ
れる電圧は、基本波の他に高調波成分を含んでいること
が分かる。通常は、同図に示すように、基本波が高調波
に比べて大きく、高調波により帰還電極Cに誘起される
電圧は無視できるので、基本波で鳴動する。図6に示す
駆動回路では、基本波と高調波のゲインが同程度なら図
5に示すように発振のための位相条件を基本波,高調波
と共に満たしているので基本波に高調波が乗った形で動
作する。このため、トランジスタTrの動作は複雑にな
るが、高調波成分は通常人間の耳には聞こえない範囲に
あるので、ブザーとしては、基本波で聞こえて正常に動
作することになる。
【0010】なお、図6に示す駆動回路では、一般に、
R1 に100kΩ程度,R2 に数kΩ,R3 に数百Ωが
用いられる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】圧電素子3自体は、通
常、図4に示すように基本波と高調波にゲインの差(例
えば、20dB)があるので、増幅素子の増幅度を選択
することによって、圧電ブザー1は基本波で動作する。
【0012】しかしながら、圧電素子3の帰還電極C・
共通電極B間にインピーダンスが接続されると、図4に
示すゲインは、減少する。通常の圧電ブザー1の駆動回
路は、図6に示すような構成となっているため、圧電素
子3の帰還電極C・共通電極B間に接続される等価イン
ピーダンスは、基本周波数において圧電素子3自体のイ
ンピーダンスに比べて低いので、圧電素子3の伝送特性
の基本波と高調波のゲインの差が小さくなってしまう。
【0013】このため、圧電ブザー1に印加される音響
インピーダンス等が変化すると基本波のゲインが減少し
(高調波は、ほとんど変化しない)、この減少分が大き
くなりトランジスタTrで増幅しきれなくなると、圧電
ブザーは動作を停止するか、又は高調波発振を起こし
て、ブザーの音が聞こえなくなり、圧電ブザーとして機
能しなくなるという問題があった。
【0014】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、高調波発振を防止してブザー動作の信
頼性向上を図った圧電ブザーを提供することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の圧電ブザーは、主電極,共通電極及び
帰還電極を備えた3端子型の圧電素子と、増幅素子とを
有する圧電ブザーにおいて、前記増幅素子として高入力
インピーダンスの素子を用いることを特徴とするもので
ある。
【0016】また、請求項2記載の圧電ブザーは、当該
圧電ブザーの鳴動周波数における前記圧電素子の帰還電
極・共通電極間に接続されるインピーダンスを、該電極
間のインピーダンスの1/2以上としたことを特徴とす
るものである。
【0017】
【作用】上記構成の請求項1記載の圧電ブザーによれ
ば、増幅素子として高入力インピーダンスの素子を用い
ることにより、当該圧電ブザーの高調波発振を防止でき
るので、ブザー動作の信頼性向上を図れる。
【0018】また、請求項2記載の圧電ブザーによれ
ば、圧電素子の帰還電極・共通電極間に接続されるイン
ピーダンスを、該電極間のインピーダンスの1/2以上
としたことにより、音響インピーダンス等の変化により
基本波のゲインが減少しても、基本波のゲインが高調波
のゲインより小さくならないため、当該圧電ブザーの高
調波発振を防止できるので、ブザー動作の信頼性向上を
図れる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。
【0020】図1は本発明の圧電ブザーの第1の実施例
を示す駆動回路である。
【0021】同図に示す第1の実施例の圧電ブザー10
は、主電極A,共通電極B及び帰還電極Cを備えた3端
子型の圧電素子3と、複数の抵抗R1 ,R2 ,R3 と、
増幅素子としてのエンハンスメント形FET(電界効果
トランジスタ)12とを有して構成されている。
【0022】前記FET12は、高入力インピーダンス
の素子であり、そのドレン・ゲート間に抵抗R1 を接続
し、ソース・ゲート間に抵抗R2 を接続している。
【0023】このFET12に接続された抵抗R1 ,R
2 は、FET12の入力インピーダンスすなわち圧電素
子3の帰還電極C・共通電極B間の等価インピーダンス
が該電極C,B間のインピーダンスの1/2以上となる
ようにその抵抗値を選定する必要がある。なお、FET
12の入力インピーダンスは、R1 *R2 /(R1 +R
2 )で表される。
【0024】圧電ブザー10の大きさ,構造等により異
なるが、通常、圧電素子3に回路を接続しない状態で
は、基本波と高調波のゲインの差は、20dB以上あ
る。圧電素子3の帰還電極C・共通電極B間に該電極
C,B間のインピーダンスの1/2の値の抵抗を接続す
ると、圧電素子3に何も接続しない場合より、基本波の
ゲインが約10dB低くなり、高調波とのゲイン差が約
10dB狭くなる。一方、音響インピーダンス等の変化
による基本波のゲインの減少は、数dB程度である。従
って、FET12の入力インピーダンスを、圧電素子3
の帰還電極C・共通電極B間のインピーダンスの1/2
以上とすることにより、基本波のゲインが高調波のゲイ
ンより小さくならないため、高調波発振を防止できる。
【0025】図2は本発明の圧電ブザーの第2の実施例
を示す駆動回路である。
【0026】同図に示す第2の実施例の圧電ブザー20
は、図1に示す抵抗R1 ,R2 の接続を変更したもので
ある。通常、抵抗R2 に大きな抵抗値を有するものが用
いられるので、これにより第1の実施例と同様に圧電素
子3の帰還電極C・共通電極B間の等価インピーダンス
を大きくできる。
【0027】図3は本発明の圧電ブザーの第3の実施例
を示す駆動回路である。
【0028】同図に示す第3の実施例の圧電ブザー30
は、増幅素子としてトランジスタTRを用い、このトラ
ンジスタTRのコレクタ・ベース間にバイアス抵抗R1
とベース抵抗R2 を直列接続し、コレクタ・エミッタ間
に圧電素子3の主電極Aを接続し、バイアス抵抗R1 と
ベース抵抗R2 との接続点に圧電素子3の帰還電極Cを
接続したものである。当該圧電ブザー30の鳴動周波数
におけるベース抵抗R2 のインピーダンスを、第1の実
施例と同様に圧電素子3の帰還電極C・共通電極B間の
インピーダンスの1/2以上となるようにしている。
【0029】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施可能であ
る。
【0030】
【発明の効果】上述したように請求項1記載の発明によ
れば、増幅素子として高入力インピーダンスの素子を用
いているので、高調波発振を防止してブザー動作の信頼
性向上を図った圧電ブザーを提供することができる。
【0031】請求項2記載の発明によれば、圧電素子の
帰還電極・共通電極間に接続されるインピーダンスを、
該電極間のインピーダンスの1/2以上としているの
で、高調波発振を防止してブザー動作の信頼性向上を図
った圧電ブザーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧電ブザーの第1の実施例を示す駆動
回路である。
【図2】本発明の圧電ブザーの第2の実施例を示す駆動
回路である。
【図3】本発明の圧電ブザーの第3の実施例を示す駆動
回路である。
【図4】圧電素子の伝送特性(ゲイン)を示すグラフで
ある。
【図5】圧電素子の伝送特性(位相)を示すグラフであ
る。
【図6】従来の圧電ブザーの一例を示す駆動回路であ
る。
【図7】3端子型圧電素子の等価回路である。
【符号の説明】
3 圧電素子 10,20,30 圧電ブザー 12 FET(増幅素子) A 圧電素子の主電極 B 圧電素子の共通電極 C 圧電素子の帰還電極 R1 ,R2 ,R3 抵抗 Tr トランジスタ(増幅素子)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主電極,共通電極及び帰還電極を備えた
    3端子型の圧電素子と、増幅素子とを有する圧電ブザー
    において、前記増幅素子として高入力インピーダンスの
    素子を用いることを特徴とする圧電ブザー。
  2. 【請求項2】 当該圧電ブザーの鳴動周波数における前
    記圧電素子の帰還電極・共通電極間に接続されるインピ
    ーダンスを、該電極間のインピーダンスの1/2以上と
    したことを特徴とする請求項1記載の圧電ブザー。
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