Тұрмыстық техника, қауіпсіздік панелі, есікке кіру жүйесі немесе компьютердің перифериялық құрылғысы сияқты өнімдерді жобалап жатсаңыз, пайдаланушылармен өзара әрекеттесудің жалғыз құралы немесе неғұрлым күрделі пайдаланушы интерфейсінің бөлігі ретінде дыбыстық сигналды таңдауға болады.
Брюс Роуз, CUI құрылғыларының негізгі қолданбалы инженері
Кез келген жағдайда дыбыстық сигнал команданы мойындаудың, жабдықтың немесе процестің күйін көрсетудің, өзара әрекеттесуді жеделдетудің немесе дабыл қағудың қымбат емес және сенімді құралы болуы мүмкін.
Негізінде, дыбыстық сигнал әдетте магниттік немесе пьезоэлектрлік түр болып табылады.Таңдауыңыз жетек сигналының сипаттамаларына немесе қажетті шығыс дыбыс қуатына және қол жетімді физикалық кеңістікке байланысты болуы мүмкін.Сондай-ақ, қалаған дыбыстарға және қол жетімді схеманы құрастыру дағдыларына байланысты индикатор мен түрлендіргіш түрлерін таңдауға болады.
Әртүрлі механизмдердің астарындағы принциптерді қарастырайық, содан кейін магниттік немесе пьезо түрі (және индикаторды немесе жетекті таңдау) сіздің жобаңызға сәйкес келетінін қарастырайық.
Магниттік сигналдар
Магниттік дыбыстық сигналдар негізінен токпен басқарылатын құрылғылар болып табылады, әдетте жұмыс істеу үшін 20 мА-дан астам қажет.Қолданылатын кернеу 1,5 В немесе шамамен 12 В дейін төмен болуы мүмкін.
1-суретте көрсетілгендей, механизм катушка мен иілгіш ферромагниттік дискіден тұрады.Ток катушка арқылы өткенде, диск катушкаға қарай тартылады және ток өтпеген кезде қалыпты жағдайына оралады.
Дискінің бұл ауытқуы жақын жердегі ауаның қозғалуына әкеледі және бұл адам құлағының дыбысы ретінде түсіндіріледі.Катушка арқылы өтетін ток қолданылған кернеу мен катушка кедергісі арқылы анықталады.
Сурет 1. Магниттік сигналдың құрылысы және жұмыс принципі.
Пьезо дыбыстары
2-суретте пьезо дыбыстық сигналдың элементтері көрсетілген.Пьезоэлектрлік материалдың дискісі қоршаудың шеттерінде тіреледі және дискінің екі жағында электрлік контактілер жасалады.Осы электродтарға қолданылатын кернеу пьезоэлектрлік материалдың деформациясын тудырады, нәтижесінде дыбыс ретінде анықталатын ауа қозғалысы пайда болады.
Магниттік дыбыстық сигналдан айырмашылығы, пьезо дыбыстық сигнал кернеумен жұмыс істейтін құрылғы болып табылады;жұмыс кернеуі әдетте жоғары және 12В пен 220В аралығында болуы мүмкін, ал ток 20мА-дан аз.Пьезо сигналы конденсатор ретінде модельденеді, ал магниттік дыбыстық сигнал резистормен сериялы катушка ретінде модельденеді.
Сурет 2. Пьезо дыбыстық сигналдың құрылысы.
Екі түр үшін де пайда болатын естілетін дыбыс жиілігі қозғалыс сигналының жиілігімен анықталады және оны кең ауқымда басқаруға болады.Екінші жағынан, пьезо дыбыстық сигналдар кіріс сигналының күші мен шығыс дыбыс қуатының арасында ақылға қонымды сызықтық қатынасты көрсеткенде, магниттік дыбыстық сигналдардың дыбыс күші сигнал күші төмендеуімен күрт төмендейді.
Қолжетімді жетек сигналының сипаттамалары қолданбаңыз үшін магнитті немесе пьезо сигналын таңдауыңызға әсер етуі мүмкін.Дегенмен, егер дыбыс қаттылығы негізгі талап болса, пьезо дыбыстық сигнализациялар әдетте магнитті дыбыстық сигналдарға қарағанда жоғары дыбыс қысымының деңгейін (SPL) шығара алады, бірақ сонымен бірге үлкен ізге ие болады.
Индикатор немесе түрлендіргіш
Индикаторды немесе түрлендіргіш түрін таңдау туралы шешім талап етілетін дыбыстардың диапазонына және дыбыстық сигналды басқаруға және басқаруға арналған байланысты схеманың дизайнына негізделген.
Индикатор құрылғыға орнатылған жетек схемасымен бірге келеді.Бұл икемділіктің төмендеуінің орнына қосу және ойнату тәсілін қоса отырып, схема дизайнын жеңілдетеді (3-сурет).Тұрақты ток кернеуін қолдану қажет болғанымен, жиілік ішкі бекітілгендіктен үздіксіз немесе импульстік дыбыс сигналын ғана алуға болады.Бұл сиреналар немесе қоңыраулар сияқты көп жиілікті дыбыстар индикатор сигналдарымен мүмкін емес дегенді білдіреді.
Сурет 3. Индикаторлық сигнал тұрақты ток кернеуі қолданылған кезде дыбыс шығарады.
Ешқандай жетек схемасы жоқ түрлендіргіш әртүрлі жиіліктерді немесе еркін толқын пішіндерін пайдаланып, әртүрлі дыбыстарға қол жеткізуге икемділік береді.Негізгі үздіксіз немесе импульстік дыбыстарға қоса, көп тонды ескертулер, сиреналар немесе қоңыраулар сияқты дыбыстарды жасауға болады.
4-суретте магниттік түрлендіргішке арналған қолданбалы схема көрсетілген.Коммутатор әдетте биполярлы транзистор немесе FET болып табылады және қоздыру толқын пішінін күшейту үшін қолданылады.Катушканың индуктивтілігіне байланысты, диаграммада көрсетілген диод транзистор тез өшірілген кезде кері кернеуді қысу үшін қажет.
Сурет 4. Магниттік түрлендіргіш қозу сигналын, күшейткіш транзисторды және индукцияланған кері кернеуді өңдеу үшін диодты қажет етеді.
Пьезотүрлендіргішпен ұқсас қоздыру тізбегін пайдалануға болады.Пьезо түрлендіргіштің индуктивтілігі төмен болғандықтан, диод қажет емес.Дегенмен, схемаға коммутатор ашық болған кезде кернеуді қалпына келтіру құралы қажет, оны диодтың орнына резисторды қосу арқылы жасауға болады, бұл жоғары қуат шығыны.
Сондай-ақ түрлендіргіште қолданылатын ең жоғары кернеуді арттыру арқылы дыбыс деңгейін арттыруға болады.5-суретте көрсетілгендей толық көпір тізбегін пайдалансаңыз, қолданылатын кернеу қол жетімді қуат кернеуінен екі есе үлкен, бұл сізге шамамен 6дБ жоғары шығыс дыбыс қуатын береді.
Сурет 5. Көпір тізбегін пайдалану пьезо түрлендіргішіне қолданылатын кернеуді екі есе арттырып, 6 дБ қосымша дыбыс қуатын береді.
Қорытынды
Дыбыстар қарапайым және қымбат емес және таңдау төрт негізгі санатпен шектеледі: магниттік немесе пьезоэлектрлік, индикатор немесе түрлендіргіш.Магниттік дыбыстық сигналдар төмен кернеулерде жұмыс істей алады, бірақ пьезо түрлеріне қарағанда жоғары жетек токтарын қажет етеді.Пьезо сигналдары жоғары SPL шығара алады, бірақ үлкенірек ізге ие болады.
Қажетті сыртқы тізбекті қосу мүмкіндігіңіз болса, индикаторлық сигналды тек тұрақты ток кернеуімен басқаруға немесе күрделірек дыбыстар үшін түрлендіргішті таңдауға болады.Бақытымызға орай, CUI құрылғылары дизайныңыз үшін дыбыстық сигналды таңдауды жеңілдету үшін индикатор немесе түрлендіргіш түрлерінде магниттік және пьезо дыбыстық сигналдарды ұсынады.
Жіберу уақыты: 12 қыркүйек 2023 ж
