簡單的壓電驅(qū)動(dòng)電路由一個(gè)傳感器和一個(gè)開關(guān)晶體管組成（圖 1）。傳感器兩端的電壓不能大于電源電壓，這限制了聲輸出的上限。電阻 R2 用于放電傳感器的電容。RC 時(shí)間常數(shù)應(yīng)小于傳感器諧振頻率的周期。較低的電阻值會(huì)降低電氣效率，同時(shí)抑制傳感器的機(jī)械（聲學(xué)）諧振，這當(dāng)然會(huì)降低聲學(xué)效率。

　　　

圖 2用電感器代替 R2 可提高壓電驅(qū)動(dòng)器的輸出和效率。

　　通常，電感值的選擇應(yīng)使其在換能器聲學(xué)諧振時(shí)與換能器（蜂鳴器）的電容產(chǎn)生電諧振。這種方法可以提供比并聯(lián)電阻方法更多的聲學(xué)輸出，但仍有很大的改進(jìn)空間。在最好的情況下，換能器兩端的峰峰值電壓可能達(dá)到 40Vppk，而 5V 電源的典型值為 20Vppk。
　　這是因?yàn)榫w管集電極-基極結(jié)在由電感器和換能器電容形成的并聯(lián)諧振電路的負(fù)擺幅上正向偏置，從而鉗制了電壓擺幅，限制了聲音輸出。
　　添加二極管可將 CE 結(jié)（或如果使用 FET，則為體二極管結(jié)）與該負(fù)擺幅分離，從而在換能器上提供更大的電壓擺幅，從而增加聲輸出（圖 3）。雖然二極管的正向電壓確實(shí)會(huì)降低施加的電源電壓，但增加的諧振電壓足以彌補(bǔ)這一小損失?！　弘婒?qū)動(dòng)電路二極管

　　圖3使用二極管可以消除電路的負(fù)擺幅。
　　為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改進(jìn)，我們需要考慮這個(gè)小系統(tǒng)中實(shí)際上有兩個(gè)共振在起作用：
　　換能器的聲學(xué)共振、機(jī)械共振和腔體共振適用
　　電感和換能器電容的電諧振
　　電共振頻率不必與聲共振頻率相同。事實(shí)上，如果它大約是聲共振的 2 倍，則換能器兩端的峰值電壓可以大大增加。

　　圖4證明了這一點(diǎn)，其中波形是使用以下電路參數(shù)得出的：
　　電源 = 5VDC
　　L1 = 3.2 米海里
　　C（壓電）= 2nF
　　信號(hào)源頻率=PZ1，諧振頻率=40KHz
　　調(diào)整信號(hào)源占空比，消除開啟時(shí)的大電流尖峰
　　請(qǐng)注意，第 5 項(xiàng)指出了此新解決方案中隱藏的一個(gè)必須解決的潛在問題。如果信號(hào)源可以在傳感器電壓變?yōu)檎岛蟠蜷_晶體管，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大的窄電流尖峰，這會(huì)降低電氣效率并可能隨著時(shí)間的推移使晶體管性能下降。增加占空比以在諧振電壓略微為負(fù)時(shí)使晶體管導(dǎo)通可以消除此尖峰。
　　理清所有這些之后，讓我們使用方便的四跡智能示波器來看一下我們的電路在現(xiàn)實(shí)生活中的表現(xiàn)：
　　黃色 = 驅(qū)動(dòng)電壓，~48% 占空比，5Vppk，40KHz
　　紫色 = 傳感器兩端的電共振電壓，92Vppk，80KHz
　　綠色 = 晶體管發(fā)射極電流，40KHz 時(shí)峰值約為 80mA
　　藍(lán)色 = 換能器的聲學(xué)輸出，用 MEMS 麥克風(fēng)測量　　壓電驅(qū)動(dòng)電路波形

　　圖 4這是電路在實(shí)際生活中的行為方式。
　　通過使用比在 40KHz 下產(chǎn)生共振的電感器更小的電感器，實(shí)現(xiàn)了換能器兩端的高峰值電壓，從而使電流上升速度快約兩倍，在此示例中，提供兩倍的電流來“充電”??電感器的磁場。
　　峰值電壓類似于推動(dòng)秋千，峰值電壓越高，推動(dòng)力就越大。在這個(gè)系統(tǒng)中，這意味著換能器表面的位移更大，從而產(chǎn)生更大的聲學(xué)輸出。
　　本設(shè)計(jì)理念并非是一篇關(guān)于諧振電路的詳盡論文。相反，它演示了一種程序，通過該程序，可以使用非常簡單、低成本的電路將任何諧振壓電換能器或蜂鳴器驅(qū)動(dòng)至高聲輸出。
　　該過程可以概括如下：
　　確定換能器的聲共振頻率
　　以相同頻率創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)脈沖序列，起始占空比為 50%
　　根據(jù)需要調(diào)整占空比以消除開啟時(shí)的電流尖峰
　　確定傳感器的電容值
　　選擇一個(gè)電感值，使電共振頻率大約為聲共振頻率的兩倍。
　　由于換能器由兩個(gè)或多個(gè)潛在諧振元件組成，因此很難在模擬中復(fù)制此處介紹的聲/電電路。這些包括換能器元件的機(jī)械諧振、換能器外殼的聲諧振（參考亥姆霍茲諧振），當(dāng)然還有換能器電容與外部電感的電諧振。
　　換能器端口或振膜輻射產(chǎn)生的聲學(xué)負(fù)載為模擬增加了另一個(gè)困難。對(duì)該電路進(jìn)行簡單的電氣模擬，在換能器上產(chǎn)生了 240Vppk，這是實(shí)際電路中產(chǎn)生的電壓的兩倍多。與模擬結(jié)果相比，聲學(xué)負(fù)載可能是導(dǎo)致該系統(tǒng)中峰值換能器電壓降低的大部分損失。
　　通過使用這個(gè)簡單的程序，人們可以用最少的時(shí)間和精力輕松地最大化傳感器的輸出。