实用电磁式和压电式发声器件选型方法

要发出声音？这还不简单？用个喇叭就行了呗！

确实，音响用的是喇叭，手机用的也是喇叭。但实际物联网产品和智能硬件产品开发的时候，喇叭并不是唯一的选择，大部分时候喇叭甚至不是最合适的选择。

发声器件：喇叭、蜂鸣器、蜂鸣片

喇叭：又称扬声器、Speaker，是大家见的最多的发声器件。

优点：能发出人声和音乐，声音大。

缺点：体积大，需要音频DAC和功放。

手机上常见的0.8W15x11mm方形铝箔喇叭

蜂鸣器：Buzzer。常用于各种只会“嘀嘀”叫的地方。例如共享单车锁、电脑机箱等。

优点：便宜，体积比喇叭小，声音比小喇叭大。

缺点：不能发出音乐和人声。

蜂鸣片：全称压电蜂鸣片，和蜂鸣器类似，但不是用电流驱动的，而是用电压驱动的。

优点：功耗非常低，超薄

缺点：不能发出音乐和人声，声音不大，驱动电压高。

发声原理：振膜推动空气

所有的发出声音的元器件，都是利用电能，驱动一块能够振动的薄膜或金属片，推动空气振动，产生声音。是电能转化为声音能量的过程。

因此，声音越大，所需的驱动功率就越大。驱动电流或驱动电压就会越大。

同样，声音越大，所要求的发声元器件的体积也越大。

例如手机的小喇叭峰值可达5V、0.5A以上，智能音箱的大喇叭可达15V、1A以上。

两种类型：电磁式、压电式

喇叭和蜂鸣器，利用的是电磁原理：电流通过线圈，产生磁场，磁场和磁铁相吸或相斥，就推动振膜振动产生声音。瞬间电流比较大，上百毫安。蜂鸣片，利用压电陶瓷片的压电效应：两侧施加电压，陶瓷片就弯曲变形，电压反向，陶瓷片变形方向也跟着反向。来推动空气振动产生声音。从原理上就看得出来了，电磁式的依靠振膜振动，振动量大，声音大。而压电式蜂鸣片振动量小，需要较大的尺寸和较好的音腔，才能发出比较大的声音。

为了让压电蜂鸣片发出更大的声音，可以提高驱动电压，把单片机常用的3V升压到12V，声音就非常大了。如果只用3V来驱动压电蜂鸣片，声音比3V的电磁式蜂鸣器要小很多！

（大部分蜂鸣器都是电磁式的，也有少量的压电式蜂鸣器，相当于把一个小的压电蜂鸣片封装成一个蜂鸣器的样子。声音比电磁式的要小一些，驱动电压要求也高。）

各种应用场景，怎么选？

要音乐和人声，只能用喇叭。

喇叭的频率响应特性是很平坦的，驱动方式上也可以使用波形直接驱动。而蜂鸣器和蜂鸣片受限于体积和驱动方式，频率响应曲线是非常不平坦的，单独的频点可以有较大的声音，在其他的频点发出的声音会很小，所以不用来做音乐和人声播放。

严格来讲，蜂鸣器和蜂鸣片也能发出人声和音乐声，但是效果差到几乎听不清楚。

简单提示音，用蜂鸣器/蜂鸣片

对于共享单车锁这样的简单的智能设备，只需要嘀嘀几声做状态提示，无需播放语音，就不需要用复杂的喇叭了。直接用PWM来驱动一个蜂鸣器就行了，声音虽然单调但是很大，也不需要任何外围电路，用起来非常简单。

如果对设备厚度要求比较高，可以用蜂鸣片，0.5mm左右薄薄的一片，几乎不占厚度空间。

纽扣电池供电，用蜂鸣片

对于纽扣电池供电的产品，要特别注意，纽扣电池的持续放电电流只有几mA，不足以驱动电磁式的设备，不能使用电磁蜂鸣片，只能使用压电蜂鸣片或压电蜂鸣器。

如果觉得声音太小，可以把几节纽扣电池串联起来，或用升压电路，使用高电压驱动蜂鸣片，声音就特别大了。