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JP3121250B2 - Alarm sound device - Google Patents

Alarm sound device

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Publication number
JP3121250B2
JP3121250B2 JP07300949A JP30094995A JP3121250B2 JP 3121250 B2 JP3121250 B2 JP 3121250B2 JP 07300949 A JP07300949 A JP 07300949A JP 30094995 A JP30094995 A JP 30094995A JP 3121250 B2 JP3121250 B2 JP 3121250B2
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JP
Japan
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circuit
output
variable frequency
comparator
waveform
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友樹 古川
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Hochiki Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火災報知設備で使
用される地区音響装置等に使用する警報音響装置に関
し、特に、圧電素子にパルス信号を供給して鳴動させる
警報音響装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alarm sound device for use in a local sound device or the like used in a fire alarm system, and more particularly to an alarm sound device that supplies a pulse signal to a piezoelectric element to make a sound.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、火災報知設備の地区音響装置とし
ては、一般的にベルが使用されているが、近年にあって
は、消費電流を大幅に低減できることから、圧電ブザー
を使用することが検討されている。図7は従来のブザー
用圧電素子の駆動装置であり、パルス発生回路20と駆
動回路21で構成される。パルス発生回路20は、回路
構成を簡単にするため、コンパレータ23を使用してい
る。コンパレータ23のプラス入力端子には、抵抗R2
0,R21で決まる基準電圧が設定される。コンパレー
タ23のマイナス入力端子には、コンパレータ出力によ
り充放電される抵抗R24とコンデンサC20の積分回
路が設けられ、コンデンサC20の充放電電圧を入力し
ている。またプラス入力と出力間には帰還抵抗R22が
接続され、更にコンパレータ23の出力には電源ライン
との間に負荷抵抗R23が接続される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bell has been generally used as an area sound device for a fire alarm system. However, in recent years, a piezoelectric buzzer has been used because current consumption can be greatly reduced. Are being considered. FIG. 7 shows a conventional driving device for a piezoelectric element for a buzzer, which comprises a pulse generating circuit 20 and a driving circuit 21. The pulse generating circuit 20 uses a comparator 23 to simplify the circuit configuration. The plus input terminal of the comparator 23 has a resistor R2
A reference voltage determined by 0 and R21 is set. The minus input terminal of the comparator 23 is provided with an integrating circuit of a resistor R24 charged and discharged by the comparator output and a capacitor C20, and inputs a charging / discharging voltage of the capacitor C20. A feedback resistor R22 is connected between the plus input and the output, and a load resistor R23 is connected between the output of the comparator 23 and the power supply line.

【0003】パルス発生回路20は、電源電圧Vccが印
加されると、まずコンパレータ23からHレベルが出力
され、帰還抵抗R22によって抵抗R20,R21の分
圧による基準電圧が若干高いレベルに設定される。また
抵抗R24を介してコンデンサC20の充電が開始さ
れ、この充電電圧が若干高いレベルに設定された基準電
圧に達すると、コンパレータ23の出力がLレベルに反
転する。コンパレータ出力がLレベルに反転すると、コ
ンデンサC20はそれまでの充電から放電に切り替わ
る。
When the power supply voltage Vcc is applied to the pulse generation circuit 20, an H level is first output from the comparator 23, and the reference voltage by the voltage division of the resistors R20 and R21 is set to a slightly higher level by the feedback resistor R22. . Further, the charging of the capacitor C20 is started via the resistor R24, and when the charged voltage reaches a reference voltage set to a slightly higher level, the output of the comparator 23 is inverted to the L level. When the output of the comparator is inverted to the L level, the capacitor C20 switches from the previous charging to discharging.

【0004】このときコンパレータ23のプラス入力は
帰還抵抗R22により基準電圧が若干低いレベルに引き
込まれており、コンデンサC20の放電電圧が、このレ
ベル以下に低下すると、コンパレータ23の出力は再び
Hレベルに反転する。以下、この動作を繰り返す。これ
によってコンパレータ23は、コンデンサC20と抵抗
R24の時定数で決まる周期の矩形波パルスを発生し、
駆動回路21を介し圧電素子22に駆動パルス電圧を印
加し、鳴動させる。
At this time, the reference input of the comparator 23 is pulled down to a slightly lower level by the feedback resistor R22. When the discharge voltage of the capacitor C20 falls below this level, the output of the comparator 23 returns to the H level again. Invert. Hereinafter, this operation is repeated. As a result, the comparator 23 generates a rectangular wave pulse having a period determined by the time constant of the capacitor C20 and the resistor R24,
A drive pulse voltage is applied to the piezoelectric element 22 via the drive circuit 21 to cause the piezoelectric element 22 to sound.

【0005】圧電素子22は、電極間に誘電体を挟み込
んだ構造をもち、電極間に駆動電圧を印加したときの誘
電体の機械的な歪み発生の効果を利用して音を出す。圧
電素子22は、一般に、スピーカに比べるとインピーダ
ンスが高く、このため電圧駆動型の素子である。
The piezoelectric element 22 has a structure in which a dielectric is sandwiched between electrodes, and emits sound by utilizing the effect of mechanical distortion of the dielectric when a drive voltage is applied between the electrodes. The piezoelectric element 22 generally has a higher impedance than a speaker, and is therefore a voltage-driven element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般の
電化製品に備えられる圧電素子もこのような従来のパル
ス発生回路から発生される一定周波数のパルス信号によ
り駆動されて鳴動していたため、火災報知設備等に使用
する警報音響装置に、このようなパルス発生回路をその
まま用いた場合には、警報音響装置の鳴動音なのか区別
ができず、警報音響装置としての警報機能が達成できな
い恐れがあった。
However, since a piezoelectric element provided in a general electric appliance is driven by a pulse signal of a constant frequency generated from such a conventional pulse generating circuit and sounds, a fire alarm system is provided. If such a pulse generation circuit is used as it is in an alarm sound device used for an alarm sound device, etc., it cannot be distinguished from the sound of the alarm sound device, and the alarm function as the alarm sound device may not be achieved. .

【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、圧電素子を使用して警報音響装置固有の鳴
動音が出せるようにした警報音響装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an alarm sound device that can emit a sound unique to the alarm sound device by using a piezoelectric element.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。尚、実施形態の図面中の
符号を併せ示す。一定周期毎に出力信号のレベルが時間
軸上で略直線的に変化する波形信号を出力する波形発生
回路7と、波形発生回路7の出力する波形信号のレベル
に応じて一定周期毎に周波数が変化する可変周波数パル
ス列を発生する可変周波数回路8と、前記可変周波数パ
ルス列を供給する圧電素子とを備え、可変周波数発生回
路8の可変周波数範囲を、圧電ブザー6の共振周波数を
中心として所定の周波数範囲に設定する警報音響装置に
於いて、波形発生回路7は、コンパレータ9のプラス入
力端子に基準電圧を印加すると共に出力を帰還接続し、
コンパレータ9のマイナス入力端子にコンパレータ出力
によって充放電される積分回路の積分電圧を印加し、積
分電圧を波形信号として出力する構成であり、 また可変
周波数回路8は、コンパレータ10のプラス入力端子に
波形信号を入力すると共に出力を帰還接続し、コンパレ
ータ10のマイナス入力端子にコンパレータ出力によっ
て充放電される積分回路の積分電圧を印加し、コンパレ
ータ10の出力から可変周波数パルス列を出力する構成
であり、 更に、波形発生回路7と可変周波数回路8との
間に、波形信号の出力電流を可変周波数回路8で必要と
する入力電流に対し電流増幅率hfe分の1にするトラン
ジスタ回路を設けたことを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention is configured as follows. Note that reference numerals in the drawings of the embodiment are also shown. Output signal level is timed at regular intervals
Waveform generation that outputs a waveform signal that changes approximately linearly on the axis
Circuit 7 and the level of the waveform signal output from the waveform generation circuit 7
Variable frequency pulse whose frequency changes at regular intervals according to
A variable frequency circuit 8 for generating a pulse train;
And a piezoelectric element for supplying a pulse train.
The variable frequency range of the path 8 and the resonance frequency of the piezoelectric buzzer 6
In the alarm sound device that is set in a predetermined frequency range as a center , the waveform generation circuit 7
Apply the reference voltage to the output terminal and connect the output in feedback,
Comparator output to negative input terminal of comparator 9
The integration voltage of the integration circuit charged and discharged by
A configuration to output the divided voltage as the waveform signal, the variable
The frequency circuit 8 is connected to a positive input terminal of the comparator 10.
Input the waveform signal and connect the output by feedback.
The comparator output is connected to the negative input terminal of
Apply the integration voltage of the integration circuit that is charged and discharged
To output a variable frequency pulse train from the output of the data 10
And the waveform generation circuit 7 and the variable frequency circuit 8
In the meantime, the output current of the waveform signal is required by the variable frequency circuit 8.
Of the current amplification factor hfe
It is characterized in that a resistor circuit is provided.

【0009】また、波形発生回路7の積分回路は、充電
時定数が小さく放電時定数の大きな急速充電緩速放電回
路によって構成している。
The integrating circuit of the waveform generating circuit 7
Fast charge slow discharge cycle with small time constant and large discharge time constant
It is composed of roads.

【0010】[0010]

【0011】のような本発明の警報音響装置によれ
ば、ブザーの鳴動音を、一定周期で例えば低音から高音
に連続的に周波数が変化する特有な音の変化を持った鳴
動音とすることができ、一般電化製品に設けているブザ
ーの鳴動音があっても、警報音響装置の鳴動音を明確に
区別でき、火災等の緊急事態の発生を確実に放置するこ
とができる。
According to alarm sound device of the present invention, such as this, the ringing sound of the buzzer, the ringing tone with the change of specific sounds that varies continuously frequency treble from constant period, for example, Bass Therefore, even if there is a sound of a buzzer provided in a general electric appliance, the sound of the alarm sound device can be clearly distinguished, and the occurrence of an emergency such as a fire can be reliably left.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明が適用される地区音
響装置の回路ブロック図である。地区音響装置1には、
電源回路2、パルス発生回路4、圧電素子駆動回路5及
びブザー用の圧電素子6が設けられる。この地区音響装
置1は、受信機から引き出された制御線3に端子3a,
3bにより接続される。端子3a,3bからのラインは
電源回路2に接続される。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a district sound apparatus to which the present invention is applied. In the district audio system 1,
A power supply circuit 2, a pulse generation circuit 4, a piezoelectric element drive circuit 5, and a buzzer piezoelectric element 6 are provided. The local sound device 1 has terminals 3a and 3a connected to a control line 3 drawn from a receiver.
3b. Lines from the terminals 3a and 3b are connected to the power supply circuit 2.

【0013】電源回路2は、端子3a,3bに対する制
御線3の接続極性を無極性化するためのダイオードブリ
ッジ、更にはパルス発生回路4及び圧電素子駆動回路5
に対し固有の電源電圧Vcc1,Vcc2を供給するための
電圧変換回路等を備えている。制御線3に対しては、受
信機で火災を判断した際等に所定の制御電圧例えばDC
24Vが供給される。
The power supply circuit 2 includes a diode bridge for making the connection polarity of the control line 3 to the terminals 3a and 3b non-polar, a pulse generation circuit 4 and a piezoelectric element drive circuit 5.
And a voltage conversion circuit for supplying specific power supply voltages Vcc1 and Vcc2 to the power supply. A predetermined control voltage, for example, DC, is applied to the control line 3 when a fire is determined by the receiver.
24V is supplied.

【0014】電源回路2は、制御線3で供給されたDC
24Vを電源電圧Vcc2として圧電素子駆動回路5に供
給する。また制御線3で供給された24Vを例えば5V
に降圧して、パルス発生回路4に対し電源電圧Vcc1と
して供給する。パルス発生回路4は、後の説明で明らか
にするように、一定周期ごとに周波数が変化する可変周
波数パルス列を圧電素子駆動回路5に出力する。
The power supply circuit 2 is connected to the DC
24V is supplied to the piezoelectric element drive circuit 5 as the power supply voltage Vcc2. Also, 24 V supplied by the control line 3 is changed to, for example, 5 V
And supplies the power to the pulse generation circuit 4 as the power supply voltage Vcc1. The pulse generation circuit 4 outputs to the piezoelectric element drive circuit 5 a variable frequency pulse train whose frequency changes at regular intervals, as will be described later.

【0015】圧電素子駆動回路5は、パルス発生回路4
からの発生パルス列によるスイッチング動作で、圧電素
子6に対し電源電圧Vcc2 に対応した駆動パルス電圧を
供給し、圧電素子6の電極間に挟んだ誘電体に対し、駆
動電圧を印加したときの機械的な歪みの発生を利用して
音を出す。図2は、図1の地区音響装置1に設けたパル
ス発生回路4の具体的実施形態の回路図である。
The piezoelectric element drive circuit 5 includes a pulse generation circuit 4
A driving pulse voltage corresponding to the power supply voltage Vcc2 is supplied to the piezoelectric element 6 by a switching operation based on a pulse train generated from the piezoelectric element 6, and a mechanical operation is performed when the driving voltage is applied to the dielectric material sandwiched between the electrodes of the piezoelectric element 6. Make a sound by using the occurrence of a natural distortion. FIG. 2 is a circuit diagram of a specific embodiment of the pulse generation circuit 4 provided in the district sound apparatus 1 of FIG.

【0016】図2において、パルス発生回路4は波形発
生回路7と可変周波数回路8で構成され、両者をトラン
ジスタ回路11で接続している。波形発生回路7は、コ
ンパレータ9を有する。コンパレータ9の+入力端子に
対しては、抵抗R1,R2の分圧による基準電圧Vrが
印加され、同時に出力から帰還抵抗R3を接続してい
る。
In FIG. 2, the pulse generating circuit 4 comprises a waveform generating circuit 7 and a variable frequency circuit 8, both of which are connected by a transistor circuit 11. The waveform generation circuit 7 has a comparator 9. A reference voltage Vr obtained by dividing the resistances R1 and R2 is applied to the + input terminal of the comparator 9, and at the same time, a feedback resistance R3 is connected from the output.

【0017】コンパレータ9の−入力端子には、コンパ
レータ9の出力に接続した抵抗R4とコンデンサC1の
積分回路(充放電回路)におけるコンデンサC1の端子
電圧が、抵抗R5を介して入力接続されている。更に抵
抗R4と並列に抵抗R6とダイオードDの直列回路を接
続している。抵抗R6とダイオードDの直列回路は、コ
ンパレータ9の出力がHレベルとなった際にコンデンサ
C1を急速充電するための急速充電回路を構成してい
る。これに対し抵抗R4は、コンパレータ9の出力がH
レベルからLレベルに反転した際のコンデンサC1の充
電電圧を抵抗R4とコンデンサC1で決まる時定数に従
って緩やかに放電するための緩速放電回路を構成してい
る。
The terminal voltage of the capacitor C1 in the integrating circuit (charge / discharge circuit) of the resistor R4 connected to the output of the comparator 9 and the capacitor C1 is connected to the negative input terminal of the comparator 9 via the resistor R5. . Further, a series circuit of a resistor R6 and a diode D is connected in parallel with the resistor R4. The series circuit of the resistor R6 and the diode D constitutes a quick charging circuit for rapidly charging the capacitor C1 when the output of the comparator 9 becomes H level. On the other hand, the output of the comparator 9 is H
A slow discharge circuit is configured to gradually discharge the charging voltage of the capacitor C1 when the level is inverted from the L level to the L level according to a time constant determined by the resistor R4 and the capacitor C1.

【0018】波形発生回路7の動作は、電源電圧Vcc1
が印加されると、最初、コンデンサC1は放電状態にあ
り、コンパレータ9の+入力端子に対する基準電圧Vr
が大きいことからコンパレータ9はHレベル出力となっ
ている。このコンパレータ9からHレベルが出力される
と、帰還抵抗R3によって基準電圧Vrが若干高いレベ
ルに設定される。また、コンデンサC1は抵抗R6及び
ダイオードDを介して急速に充電される。
The operation of the waveform generation circuit 7 is based on the power supply voltage Vcc1.
Is applied, first, the capacitor C1 is in a discharged state, and the reference voltage Vr with respect to the + input terminal of the comparator 9 is applied.
Is large, the comparator 9 outputs an H level signal. When the comparator 9 outputs an H level, the reference voltage Vr is set to a slightly higher level by the feedback resistor R3. Further, the capacitor C1 is rapidly charged via the resistor R6 and the diode D.

【0019】コンデンサC1の充電電圧が若干高いレベ
ルに設定された基準電圧Vrに達すると、コンパレータ
9の出力がLレベルに反転する。このLレベルへの出力
反転に伴い、帰還抵抗R3を介してコンパレータ9の+
入力端子に対する入力レベルは基準電圧Vrより若干低
めのレベルに引き込まれる。コンパレータ9のLレベル
出力の状態にあっては、コンデンサC1の充電電圧が抵
抗R4を介して所定の時定数で放電され、略直線的に減
少する。
When the charging voltage of the capacitor C1 reaches the reference voltage Vr set to a slightly higher level, the output of the comparator 9 is inverted to L level. With the output inversion to the L level, the + of the comparator 9 is set via the feedback resistor R3.
The input level to the input terminal is pulled down to a level slightly lower than the reference voltage Vr. In the state of the L level output of the comparator 9, the charged voltage of the capacitor C1 is discharged through the resistor R4 with a predetermined time constant, and decreases substantially linearly.

【0020】コンデンサC1の充電電圧が帰還抵抗R3
により引き込まれているコンパレータ9の+入力端子の
電圧を下回ると、コンパレータ9は再びHレベルに反転
し、コンデンサC1は抵抗R6及びダイオードDを介し
て急速充電を行う。そして、このようなコンパレータ9
のHレベル出力とLレベル出力に伴った充電動作と放電
動作を周期的に繰り返す。
The charging voltage of the capacitor C1 is equal to the feedback resistance R3.
When the voltage falls below the voltage of the + input terminal of the comparator 9 which is pulled in, the comparator 9 is again inverted to the H level, and the capacitor C1 performs rapid charging via the resistor R6 and the diode D. And such a comparator 9
The charging operation and the discharging operation associated with the H level output and the L level output are periodically repeated.

【0021】波形発生回路7の出力はコンデンサC1の
充放電電圧であり、その波形は図3(A)のように、急
速充電でVL からVH に増加し、その後にゆっくりとV
H からVL に低下する波形となる。次に図2の可変周波
数回路8を説明する。可変周波数回路8はコンパレータ
10を有する。コンパレータ10の+入力端子には、抵
抗R9,R10による分圧電圧によるバイアスが行わ
れ、更にトランジスタ回路11に設けたPNPトランジ
スタ12のエミッタが抵抗R8を介して接続される。P
NPトランジスタ12のベースには、波形発生回路7の
出力となるコンデンサC1側が接続される。
The output of the waveform generating circuit 7 is the charge / discharge voltage of the capacitor C1, and its waveform increases from VL to VH by rapid charging as shown in FIG.
It becomes a waveform that drops from H to VL. Next, the variable frequency circuit 8 of FIG. 2 will be described. The variable frequency circuit 8 has a comparator 10. The + input terminal of the comparator 10 is biased by the divided voltage by the resistors R9 and R10, and the emitter of the PNP transistor 12 provided in the transistor circuit 11 is connected via the resistor R8. P
The base of the NP transistor 12 is connected to the capacitor C1 which is the output of the waveform generation circuit 7.

【0022】可変周波数回路8のコンパレータ10の−
入力端子には、コンパレータ出力に対し抵抗R12とコ
ンデンサC2を直列接続した積分回路におけるコンデン
サC2の端子電圧が入力接続される。更にコンパレータ
10の+入力端子に対しては、コンパレータ出力より帰
還抵抗R11が接続され、更にコンパレータ出力には電
源ラインより負荷抵抗R13を接続している。
The comparator 10 of the variable frequency circuit 8
The terminal voltage of the capacitor C2 in the integrating circuit in which the resistor R12 and the capacitor C2 are connected in series to the output of the comparator is connected to the input terminal. Further, a feedback resistor R11 is connected to the + input terminal of the comparator 10 from the comparator output, and a load resistor R13 is connected to the comparator output from the power supply line.

【0023】可変周波数回路8の動作は、電源電圧Vcc
1が供給された状態で波形発生回路7よりトランジスタ
回路11のPNPトランジスタ12を介して、図3
(A)のような波形信号が入力信号Vinとして入力され
る。この入力信号Vinは、図3(A)のように一定周期
T1で直線的に変化しており、このことはコンパレータ
10の+入力端子に対する基準電圧が時間的に変化する
ことを意味する。
The operation of the variable frequency circuit 8 is based on the power supply voltage Vcc.
1 is supplied from the waveform generation circuit 7 through the PNP transistor 12 of the transistor circuit 11 in the state shown in FIG.
A waveform signal as shown in (A) is input as an input signal Vin. The input signal Vin changes linearly at a constant period T1 as shown in FIG. 3A, which means that the reference voltage for the + input terminal of the comparator 10 changes with time.

【0024】ここで、波形発生回路7に設けた積分回路
の抵抗R4とコンデンサC1で決まる時定数τ1に対
し、可変周波数回路8に設けた積分回路の抵抗R12と
コンデンサC2による時定数τ2を十分小さくしてい
る。このため、コンパレータ10の+入力端子に対する
図3(A)の波形信号Vinの時間的な変化に対し、コン
パレータ10のHレベル出力とLレベル出力に応じた抵
抗R12を介したコンデンサC2の充電と放電により、
図3(B)のように、コンパレータ10は波形信号Vin
の減少に応じて周期が連続的に短くなるパルス列、即ち
周期T1に亘って低い周波数から高い周波数に連続的に
変化するパルス列を、出力信号Vout として出力する。
Here, the time constant τ2 determined by the resistor R12 and the capacitor C2 of the integrating circuit provided in the variable frequency circuit 8 is sufficiently larger than the time constant τ1 determined by the resistor R4 and the capacitor C1 of the integrating circuit provided in the waveform generating circuit 7. I'm making it smaller. Therefore, in response to the temporal change of the waveform signal Vin of FIG. 3A with respect to the + input terminal of the comparator 10, the charging of the capacitor C2 via the resistor R12 according to the H level output and the L level output of the comparator 10 and By discharging,
As shown in FIG. 3B, the comparator 10 outputs the waveform signal Vin.
As the output signal Vout, a pulse train whose cycle is continuously shortened in accordance with the decrease of the pulse width, that is, a pulse train which continuously changes from the low frequency to the high frequency over the period T1 is output.

【0025】ここで、波形発生回路7に設けた積分回路
の抵抗R4とコンデンサC1で決まる時定数τ1に対
し、可変周波数回路8に設けた積分回路の抵抗R12と
コンデンサC2による時定数τ2は十分小さい。例えば
波形発生回路7の波形信号の周期T1は例えば0.1〜
3秒と十分に長く、周波数的には10Hz以下となる。
これに対し可変周波数回路8の時定数τ2で決まる可変
周波数のパルス列は、例えば数百Hzから5kHzとい
った周波数範囲をもつ。
Here, while the time constant τ1 determined by the resistor R4 and the capacitor C1 of the integrating circuit provided in the waveform generating circuit 7, the time constant τ2 of the resistor R12 and the capacitor C2 of the integrating circuit provided in the variable frequency circuit 8 is sufficient. small. For example, the period T1 of the waveform signal of the waveform generation circuit 7 is, for example, 0.1 to
It is sufficiently long as 3 seconds, and the frequency is 10 Hz or less.
On the other hand, the variable frequency pulse train determined by the time constant τ2 of the variable frequency circuit 8 has a frequency range of several hundred Hz to 5 kHz, for example.

【0026】本発明における可変周波数回路8における
周波数の範囲は、図1に示した圧電素子6の共振周波数
を考慮して定められる。図4は、図1の圧電ブザー6の
音量に対する周波数特性を示している。圧電ブザー6は
電極の間に誘電体を挟み込んだ構造であり、機械的な共
振周波数をもっている。この周波数に対する共振特性
は、図4のように、共振周波数f1 でピークをもつ。更
に圧電素子6の共振特性は、周囲温度や部品のバラツキ
等に応じて変動する。
The range of the frequency in the variable frequency circuit 8 according to the present invention is determined in consideration of the resonance frequency of the piezoelectric element 6 shown in FIG. FIG. 4 shows frequency characteristics of the piezoelectric buzzer 6 of FIG. The piezoelectric buzzer 6 has a structure in which a dielectric is sandwiched between electrodes, and has a mechanical resonance frequency. The resonance characteristic for this frequency has a peak at the resonance frequency f1 as shown in FIG. Furthermore, the resonance characteristics of the piezoelectric element 6 change according to the ambient temperature, the variation of components, and the like.

【0027】そこで図2の可変周波数回路8にあって
は、例えば基準室温20℃のときの共振周波数が図4の
ようにf1 であったとすると、この共振周波数f1 を中
心にピークレベルが例えば10%下がった±Δfの範囲
を含むように、可変周波数回路8でパルス列の周波数を
変化させる。即ち、可変周波数回路8の最低周波数を例
えば共振周波数f1よりΔf低い周波数f21とし、周波
数を変化させたときの最も高い最高周波数を共振周波数
f1よりΔf高い周波数f22とする。
Therefore, in the variable frequency circuit 8 of FIG. 2, if the resonance frequency at a reference room temperature of 20 ° C. is f1 as shown in FIG. The frequency of the pulse train is changed by the variable frequency circuit 8 so as to include the range of ± Δf reduced by%. That is, the lowest frequency of the variable frequency circuit 8 is, for example, a frequency f21 lower than the resonance frequency f1 by Δf, and the highest frequency when the frequency is changed is a frequency f22 higher than the resonance frequency f1 by Δf.

【0028】このように基準室温20℃での共振周波数
f1の共振特性について、共振周波数f1より±Δf即
ちピークレベルより10%低くなった周波数範囲f21〜
f22を含むようにパルス列の周波数を可変させること
で、周囲温度や部品のバラツキ等により圧電素子6の共
振周波数が図4の周波数f1に対しずれても、必ずピー
ク部分を含む周波数範囲で変化させることができる。
尚、±Δfの範囲は、周囲温度や部品のバラツキ等を考
慮して適宜設定できる。
As described above, the resonance characteristic of the resonance frequency f1 at the reference room temperature of 20 ° C. is ± Δf from the resonance frequency f1, that is, the frequency range f21 to f10 which is 10% lower than the peak level.
By varying the frequency of the pulse train so as to include f22, even if the resonance frequency of the piezoelectric element 6 deviates from the frequency f1 in FIG. be able to.
Note that the range of ± Δf can be appropriately set in consideration of the ambient temperature, the variation of components, and the like.

【0029】したがって、このような可変周波数回路8
の周波数範囲の設定によって、周囲温度や部品のバラツ
キ等に影響されることなく圧電素子6を必ず共振周波数
を含む周波数で鳴動させることができ、本発明の地区音
響装置に要求される90dB以上という音量を確実に確
保することができる。再び図2を参照するに、波形発生
回路7と可変周波数回路8の間に設けたトランジスタ回
路11としてPNPトランジスタ12を設けたことで可
変周波数回路8の動作に必要な入力電流に対し、その直
流増幅率hfe分の1となるベース電流を波形発生回路7
から供給すれば良いことから、前段に位置する波形発生
回路7が後段の可変周波数回路8の動作による影響を受
けないようになり、回路動作を安定化できる。
Therefore, such a variable frequency circuit 8
By setting the above frequency range, the piezoelectric element 6 can always be caused to ring at a frequency including the resonance frequency without being affected by the ambient temperature, the variation of the components, and the like, which is 90 dB or more required for the district acoustic device of the present invention. The sound volume can be reliably ensured. Referring to FIG. 2 again, by providing a PNP transistor 12 as a transistor circuit 11 provided between the waveform generating circuit 7 and the variable frequency circuit 8, the input current required for the operation of the variable frequency The base current which becomes 1 / a of the amplification factor hfe is supplied to the waveform generation circuit 7.
, The waveform generating circuit 7 located at the preceding stage is not affected by the operation of the variable frequency circuit 8 at the subsequent stage, and the circuit operation can be stabilized.

【0030】もし、トランジスタ回路11を設けなかっ
た場合には波形発生回路7のコンデンサC1の充放電動
作が可変周波数回路8の入力電流の影響を受けてしま
い、安定した波形を発生できなくなる。更に、可変周波
数回路8における図4の圧電素子6の共振特性に依存し
た周波数範囲の設定は、コンパレータ10の+入力に設
けている抵抗R8の値を調整することで適宜に周波数範
囲を決めることができる。
If the transistor circuit 11 is not provided, the charging / discharging operation of the capacitor C1 of the waveform generating circuit 7 is affected by the input current of the variable frequency circuit 8, so that a stable waveform cannot be generated. Further, the setting of the frequency range depending on the resonance characteristics of the piezoelectric element 6 in FIG. 4 in the variable frequency circuit 8 is performed by appropriately adjusting the value of the resistor R8 provided at the + input of the comparator 10 to determine the frequency range appropriately. Can be.

【0031】図5は図1のパルス発生回路4の他の実施
形態であり、図2のトランジスタ回路11に設けている
PNPトランジスタ12をNPNトランジスタ13に置
き替えたことを特徴とする。NPNトランジスタ13に
置き替えた場合にも、可変周波数回路8に必要とする入
力電流に対し直流電流増幅率hfe分の1のベース電流を
波形発生回路7から供給すれば良く、したがって可変周
波数回路8の動作による波形発生回路7への影響を確実
に防止して回路動作を安定化できる。
FIG. 5 shows another embodiment of the pulse generating circuit 4 of FIG. 1, which is characterized in that the PNP transistor 12 provided in the transistor circuit 11 of FIG. Even in the case where the NPN transistor 13 is replaced, it is sufficient that the base current of the DC current amplification factor hfe is supplied from the waveform generation circuit 7 to the input current required for the variable frequency circuit 8, so that the variable frequency circuit 8 Can reliably prevent the waveform generation circuit 7 from being affected by the operation described above, thereby stabilizing the circuit operation.

【0032】尚、図2、図5の実施形態にあっては、波
形発生回路7に急速充電緩速放電回路を使用している
が、本発明は、これに限定されない。例えば、波形発生
回路7の急速充電用のダイオードDと抵抗R6の直列回
路を除き、コンデンサC1と抵抗R4で構成される充放
電回路の時定数を適宜に設定することにより、異なる音
色の鳴動音を出すことができる。
In the embodiments shown in FIGS. 2 and 5, a fast charging and slow discharging circuit is used for the waveform generating circuit 7, but the present invention is not limited to this. For example, except for the series circuit of the rapid charging diode D and the resistor R6 of the waveform generating circuit 7, the time constant of the charging / discharging circuit composed of the capacitor C1 and the resistor R4 is appropriately set so that different timbres of the timbre are produced. Can be issued.

【0033】また波形発生回路7の抵抗R4と直列にコ
ンデンサC1に充電電流のみを流すようにダイオードを
直列接続することで、充電時定数と放電時定数を個別に
設定できるようにし、例えば図のような任意の三角波
となる波形信号を発生してもよい。勿論、波形発生回路
7は、充放電回路を用いた図2,図5の回路に限定され
ず、関数発生器を利用したもの、波形データを格納した
ROMを利用したもの、カウンタのアップカウントとダ
ウンカウントの繰り返しを利用したもの等、種々の回路
が使用できる。
Further by serially connecting the diode to flow only charge current to the resistor R4 in series with the capacitor C1 of the waveform generation circuit 7, to be set individually discharging time constant and the charging time constant, for example, FIG. 6 Alternatively, a waveform signal that becomes an arbitrary triangular wave may be generated. Needless to say, the waveform generating circuit 7 is not limited to the circuits shown in FIGS. 2 and 5 using a charge / discharge circuit, and uses a function generator, a ROM using stored waveform data, Various circuits, such as those utilizing repetition of down-counting, can be used.

【0034】更に、トランジスタ回路11としてPNP
トランジスタとNPNトランジスタの例を説明したが、
波形発生回路7の出力電流を可変周波数回路8で必要と
する入力電流に対し直流電流増幅率hfe分の1にするこ
とができれば、どのようなトランジスタ回路であっても
良い。更に波形発生回路7及び可変周波数回路8に、回
路構成を簡単にするためコンパレータを使用している
が、本発明はこれに限定されず、適宜の波形発生回路及
び可変周波数回路を使用できる。
Further, as the transistor circuit 11, PNP
Although the example of the transistor and the NPN transistor has been described,
Any transistor circuit may be used as long as the output current of the waveform generation circuit 7 can be reduced to a DC current amplification factor hfe by 1 with respect to the input current required by the variable frequency circuit 8. Further, although a comparator is used for the waveform generating circuit 7 and the variable frequency circuit 8 to simplify the circuit configuration, the present invention is not limited to this, and an appropriate waveform generating circuit and variable frequency circuit can be used.

【0035】更に上記の実施形態は、地区音響装置を例
にとるものであったが、本発明は、これに限定されず、
受信機に設けている主音響装置やその他の適宜の警報音
響装置にそのまま使用することができる。
Further, in the above embodiment, the district sound device is taken as an example, but the present invention is not limited to this.
It can be used as it is for the main sound device provided in the receiver and other appropriate alarm sound devices.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、圧電素子に対し一定周期で周波数が変化する可変周
波数パルス列を供給して、低音から高音もしくは高音か
ら低音の範囲で繰り返し変化する固有の鳴動音を出すこ
とができるため、一定周波数の連続音を出している一般
電化製品に使用したブザーの鳴動に対し、警報音響装置
の鳴動音を明確に区別することができ、火災等の緊急事
態の発生を確実に報知することができる。
As described above, according to the present invention, a variable frequency pulse train whose frequency changes at a constant cycle is supplied to a piezoelectric element, and a unique frequency that repeatedly changes in a range from a low tone to a high tone or a high tone to a low tone is supplied. Can sound clearly, and the buzzer used for general appliances that emits a continuous sound at a certain frequency can be clearly distinguished from the buzzer sound of the alarm sound device. It is possible to reliably report occurrence of a situation.

【0037】またパルス列の周波数を変化させる範囲を
圧電素子の共振点を中心とした所定の周波数範囲で行う
ため、周囲温度や部品のバラツキ等に依存して圧電素子
の共振周波数がずれても、必ず共振周波数を通る周波数
範囲での圧電素子の鳴動ができ、常に圧電素子の共振周
波数の部分を使用した鳴動とすることで、十分な圧電素
子の鳴動による音量を確保することができる。
Further, since the frequency of the pulse train is changed within a predetermined frequency range centered on the resonance point of the piezoelectric element, even if the resonance frequency of the piezoelectric element is shifted depending on the ambient temperature, the variation of parts, etc. The sound of the piezoelectric element can be generated in a frequency range that always passes through the resonance frequency, and the sound is always generated using the resonance frequency portion of the piezoelectric element, so that a sufficient sound volume due to the sound of the piezoelectric element can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の地区音響装置の回路ブロック図FIG. 1 is a circuit block diagram of a district acoustic device of the present invention.

【図2】図2のパルス発生回路の実施形態を示した回路
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the pulse generation circuit of FIG. 2;

【図3】図2の動作波形を示したタイムチャートFIG. 3 is a time chart showing operation waveforms of FIG. 2;

【図4】図1の圧電素子の共振特性に対する可変周波数
範囲の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of a variable frequency range with respect to resonance characteristics of the piezoelectric element of FIG.

【図5】図2のパルス発生回路の他の実施形態を示した
回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the pulse generation circuit of FIG. 2;

【図6】本発明の波形発生回路で発生する他の波形信号
の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of another waveform signal generated by the waveform generation circuit of the present invention.

【図7】従来のブザー用圧電素子の駆動装置の回路図FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional driving device for a piezoelectric element for a buzzer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:地区音響装置 2:電源回路 3:制御線 4:パルス発生回路 5:圧電素子駆動回路 6:圧電素子 7:波形発生回路 8:可変周波数回路 9,10:コンパレータ 11:トランジスタ回路 12:PNPトランジスタ 13:NPNトランジスタ 1: district acoustic device 2: power supply circuit 3: control line 4: pulse generation circuit 5: piezoelectric element drive circuit 6: piezoelectric element 7: waveform generation circuit 8: variable frequency circuit 9, 10: comparator 11: transistor circuit 12: PNP Transistor 13: NPN transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 23/00 G08B 17/00 G08B 27/00 G10K 9/12 G10K 9/122 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G08B 23/00 G08B 17/00 G08B 27/00 G10K 9/12 G10K 9/122

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一定周期毎に出力信号のレベルが時間軸上
で略直線的に変化する波形信号を出力する波形発生回路
と、該波形発生回路の出力する波形信号のレベルに応じ
て一定周期毎に周波数が変化する可変周波数パルス列を
発生する可変周波数回路と、前記可変周波数パルス列を
供給する圧電素子とを備え、該可変周波数発生回路の可
変周波数範囲を、前記圧電素子の共振周波数を中心とし
て所定の周波数範囲に設定する警報音響装置に於いて、前記波形発生回路は、コンパレータのプラス入力端子に
基準電圧を印加すると共に出力を帰還接続し、コンパレ
ータのマイナス入力端子にコンパレータ出力によって充
放電される積分回路の積分電圧を印加し、該積分電圧を
前記波形信号として出力する構成であり、 前記可変周波数回路は、コンパレータのプラス入力端子
に前記波形信号を入力すると共に出力を帰還接続し、コ
ンパレータのマイナス入力端子にコンパレータ出力によ
って充放電される積分回路の積分電圧を印加し、前記コ
ンパレータの出力から前記可変周波数パルス列を出力す
る構成であり、 更に、前記波形発生回路と可変周波数回路との間に、前
記波形信号の出力電流を前記可変周波数回路で必要とす
る入力電流に対し直流電流増幅率hfe分の1にするトラ
ンジスタ回路 を設けたことを特徴とする警報音響装置。
1. An output signal level on a time axis at every fixed period.
Generator that outputs a waveform signal that changes approximately linearly
And the level of the waveform signal output from the waveform generation circuit.
To generate a variable frequency pulse train whose frequency changes
Generating a variable frequency circuit, and the variable frequency pulse train.
And a piezoelectric element for supplying the variable frequency generating circuit.
The variable frequency range is centered on the resonance frequency of the piezoelectric element.
In the alarm sound device set to a predetermined frequency range, the waveform generating circuit is connected to a positive input terminal of a comparator.
Apply the reference voltage and connect the output by feedback.
To the negative input terminal of the
Apply the integrated voltage of the discharged integrating circuit, and
Wherein the variable frequency circuit is configured to output the waveform signal as a plus signal input terminal of a comparator.
The waveform signal is input to the
The comparator output is connected to the negative input terminal of the comparator.
The integration voltage of the integration circuit, which is charged and discharged by
Output the variable frequency pulse train from the output of the comparator.
In addition, between the waveform generating circuit and the variable frequency circuit,
The output current of the waveform signal is required by the variable frequency circuit.
To reduce the DC current amplification factor to 1 / fe
An alarm sound device comprising a transistor circuit .
【請求項2】請求項1記載の警報音響装置に於いて、前
波形発生回路の積分回路は、充電時定数が小さく放電
時定数の大きな急速充電緩速放電回路であることを特徴
とする音響装置。
2. The alarm sound apparatus according to claim 1, wherein the integration circuit of the waveform generation circuit has a small charging time constant and discharges the signal.
An acoustic device characterized by a fast charging slow discharging circuit having a large time constant .
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