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手机音腔设计与扬声器之配合探讨

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范 The manuscript was revised on the evening of 2021

手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范 1. 声音的主观评价 声音的评价分为主观和客观两个方面,客观评价主要依赖于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数,主观则因人而异。一般来说,高频是色彩,高中频是亮度,中低频是力度,低频是基础。音质评价术语和其声学特性的关系如下表示: 从人耳的听觉特性来讲,低频是基础音,如果低频音的声压值太低,会显得音色单纯,缺乏力度,这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言,由于频带较宽,又是人耳听觉最灵敏的区域,适当提升,有利于增强放音的临场感,有利于提高清晰度和层次感。而高于 8KHz略有提升,可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下,手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定,好的频响曲线会使人感觉良好。 声音失真对听觉会产生一定的影响,其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号,输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真(THD),其对听觉的影响程度如下: THD<1%时,不论什么节目信号都可以认为是满意的; THD>3%时,人耳已可感知; THD>5%时,会有轻微的噪声感;

THD>10%时,噪声已基本不可忍受。 对于手机而言,由于受到外形和Speaker尺寸的限制,不可能将它与音响相比,因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。 2. 手机铃声的影响因素 铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度(特别是低频效果)和其失真度大小。对手机而言,Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。 Speaker单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于铃声的低音效果,其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。 手机声腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。 音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。 MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响,表现在当铃声的主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时,会导致MIDI音乐出现较大的变音,影响听感。 总之,铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。 3. Speake r的选型原则 扬声器(Speaker)简介 3.1.1 Speaker工作原理 扬声器又名喇叭。喇叭的工作原理:是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时,产生上下方向的推动力使振动体(振动膜)振动,从而振动空气,使声音传播出去,完成了电-声转换。喇叭实际上是一个电声换能器。 对手机来说,Speaker是为实现播放来电铃声﹑音乐等的一个元件。手机Speaker 音压频率使用范围在500Hz~10KHz。 3.1.2 手机用Speaker主要技术参数及要求 a>. 功率Power。功率分为额定功率Rated Power和最大功率Max Power。

音箱的音腔计算方法

ASW计算公式开口腔计算公式:V A = (2S x Q。)² x V AS(L) 通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。选取合适的封闭腔带通Q值QB,查表得出fL和fH,用f。/Q。分别乘以这两个系,求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点,要求与设计值相符。带通Q值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通Q值取得越低,音箱的灵敏度越低,但通频带越宽。导相管的调振频率fB = QB x ( f。/ Q。) 导相管长度L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*S?² 密封腔计算公式:VB = V AS / a 顺性比a = (QB² / Q。²) – 1 箱体总容积为V = VA + VB 单腔倒相式音箱计算公式 1.低频扬声器单元的品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积V AS是决定音箱低频响应的重要参数。品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积V AS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算,在已知品质因数Q。、谐振频率f。的前提下计算VAS。2.箱体容积计算公式:VB = V AS / a 箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9),设QL=7。也可由下面的简表进行估算,如下表:3.确定倒相管截面积。 4.确定导相管长度,可用公式:L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*S?² 5.音箱的调整要点:原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。调整音箱的系统品质因数,使音箱的低音深沉,听起来即不干涩也不混浊;调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。一般的设计流程多媒体音箱并不是简单的将功放音箱结合到一块,因为使用环境上的不同,所以在设计上也应该注意到这个问题。但是很少有厂家注意到这个问题,这些厂家大多只是注意到了音箱外表的美与丑,根本没有考虑到音箱的工作环境,也就是说根本没有进行正确的音箱设计,所以其音质平平也就不足为奇了。有关这个问题以前曾先生写过不少文章,大家可以参看,我在此着重的谈一谈作为一款高质量重放声音的多媒体音箱的具体的设计过程,以及如何处理在设计时所遇到的问题。一选择合适的单元多媒体音箱工作状态处于近场小环境听音,因此决定了我们只能使用小容积箱体,选择小口径单元,这要求单元拥有合理的重放声压,以及足够宽的重放带宽。但从性能价格比来看,在中高档多媒体音箱中还是采用稍大一些口径的单元为好,4.5寸的口径可以认为是最易于做到性能价格比的一种尺寸,同时如果要生产高保真产品的话5寸是一种不错的口径。我觉得现在的多媒体音箱大都体积偏小,不过惠威的M200是一种不错的入门产品。我认为现代多媒体音箱应该将箱体控制在4--8升之间,当然还要与相关参数相配合,也就是我们常说的Thiele-Small参数一定要合适,而不是片面的夸大某一参数。由于低音单元口径小,所以更应该注意低频大动态性能,因为低音单元的震动系统最大线性位移量即反映了扬声器系统的大动态性能。如线性位移量偏小,则在高声压级大动态时,不但低音不能有效重放而且各种失真也会增大,特别是影响音质的奇次谐波失真。现在大多数多媒体音箱的磁路设计也欠佳,磁体小,上下夹板导磁率低,对振盆控制能力低,因此而引起的非线性失真也较大。因此在现代多媒体音箱中的总的失真率将达到7%左右或更高。这在HI-FI看起来是不可容忍的。还有就是振盆材料,由于近年来低档PP盆,防弹布盆,玻璃纤维盆,碳纤维盆的价格日益低下,再加上外观好,因此更多的被用在了多媒体音箱上来,但殊不知,后三种振盆的自阻尼很小,工作状态是极难控制的,一般在中高端的某一频率点上会产生很多的失真,大到不可忍受的地步,这个频率点就是我们常说的盆分裂点。因为现代多媒体音箱都没有分频器,再加上设计不合理的箱体,是很难压制这个分裂点的。而第一种振盆即PP盆,虽然听起来韧性好,中频饱满,低频富有弹性,但由于刚性相对较低,因而在大音量下引起的失真也较大。中频的层次感也不是很好。而相对个性较小,较容易控制的质量好的纸盆单元,却很难见到有厂家应用。就个人DIY制作而言,南京的110,150系列防磁低音,银笛的QG4,QG5系列防磁高音单元,都是不错的DIY选择,要求高一点的还可以选择惠威,发友等厂家专为多媒体音箱设计的

手机音腔设计规范

电声部品选型及音腔结构设计 1. 声音的主观评价 声音的评价分为主观和客观两个方面,客观评价要紧依靠于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数,主观则因人而异。一般来讲,高频是色彩,高中频是亮度,中低频是力度,低频是基础。音质评价术语和其声学特性的关系如下表示:

从人耳的听觉特性来讲,低频是基础音,假如低频音的声压值太低,会显得音色单纯,缺乏力度,这部分对听觉的阻碍专门大。关于中频段而言,由于频带较宽,又是人耳听觉最灵敏的区域,适当提升,有利于增强放音的临场感,有利于提高清晰度和层次感。而高于8KHz略有提升,可使高频段的音色显得生动爽朗些。一般情况下,手机发声音质的好坏能够用其频响曲线来判定,好的频响曲线会使人感受良好。 声音失真对听觉会产生一定的阻碍,其程度取决于失确实大小。关于输入的一个单一频率的正弦电信号,输出声信号中谐波重量的总和与基波重量的比值称为总谐波失真(THD),其对听觉的阻碍程度如下:THD<1%时,不论什么节目信号都能够认为是中意的; THD>3%时,人耳已可感知; THD>5%时,会有轻微的噪声感; THD>10%时,噪声已差不多不可忍受。 关于手机而言,由于受到外形和Speaker尺寸的限制,不可能将它与音响相比,因此手机铃声要紧关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。

2. 手机铃声的阻碍因素 铃声的优劣要紧取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度(特不是低频效果)和其失真度大小。对手机而言,Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。 Speaker单体的品质关于铃声的各个方面阻碍都专门大。其灵敏度关于声音的大小,其低频性能关于铃声的低音效果,其失真度大小关于铃声是否有杂音差不多上极为关键的。 手机声腔则能够在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果,其中后声腔容积大小要紧阻碍低音效果,前声腔和出声孔面积要紧阻碍高音效果。 音频电路输出信号的失真度和电压关于铃声的阻碍要紧在因此否会出现杂音。例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。 MIDI选曲对铃声的音质也有一定的阻碍,表现在当铃声的要紧频谱与声腔和Speaker的不相匹配时,会导致MIDI音乐出现较大的变音,阻碍听感。 总之,铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。

音腔结构设计思考与总结

音腔结构设计思考与总结 通过参观XX电机厂,就音腔与Speaker方面,与其公司技术人员交换意见,结合本公司的产品结构,现归纳如下,如有不同意见,请各位提出您宝贵的意见,进行分析讨论,以比较不同方案优缺点,最后论证及确认这些结构方式适用范围及其可行性。 一、Speaker音腔出声孔的结构设计 1、Speaker前腔设计方式及说明: 1)音腔出声孔为穿插方式的结构形式: a、红色为硅胶 b、黄色为面壳 c、青色为Speaker 公司目前采用的设计(图1) 喇叭前腔H1尺寸较小,以使前腔空间小,同时要防止喇叭振膜在振动中接触到塑胶平面,即要求留有足够的振动空间,当然,这个H1不是越大越好,它有一个相对腔体出声孔面积较佳的权益值(以前是通过试听方式作调整)。

结构方式(2) 喇叭前腔之对应的塑胶做成弧面,即可以使得H1尺寸加大,但要 考虑H2尺寸,保证面壳胶厚有足够的强度。其目的是合理增加喇叭之前腔腔体的空间。此情况,喇叭网粘剂为液体最好。 注意: 1、作成弧面的情况,喇叭网若是背双面胶,那么装配就不方便,喇叭网不易装平; 2、作成弧面的情况,装配硅胶垫需为平面,以使装配牢固可靠。 2)音腔孔为碰穿方式: 3.m m 000. mm 50TC700音腔孔(图 3)

分析: 1、 结构及加工上:H=3.0mm,W=0.5mm,模具强度不够好,来料品质 不能保证; 2、 音腔孔0.50x3.0mm :尺寸太小、太深,喇叭振动过程中需要的气 流循环(空气进出音腔孔)出现不连续现象,导致削弱高音,影响音量大小。 改善方法: 1、 穿插结构方式:(如TC700S )不仅可以解除模具加工强度不良问 题,同时可以很好地控制音腔孔大小,从而改善气流循环,音量大小得以改善。 2、 也可以在TC700音腔孔(图3)上作如下的改善,详见下图(图 4) 060080.. mm —10020 ..±R W (示意图4---仅作示意) 说明:在后模开一个沉台,宽度为2.50mm 左右,尽可能圆滑过渡,音腔孔尺寸请上图所示。这样也可以改善音量效果。(当然此结构在TC700相应

音箱的音腔计算

ASW计算公式 开口腔计算公式:VA = (2S x Q。)² x VAS(L) 通带纹波系数是带通式音箱的重要设计参数。 选取合适的封闭腔带通Q值QB,查表得出fL和fH,用f。/Q。分别乘以这两个系,求出音箱频响曲线上下降3dB的两个频率点,要求与设计值相 符。带通Q值越高,音箱的灵敏度越高,但通频带越窄;带通Q值取得越低,音箱的灵敏度越低,但通频带越宽。 导相管的调振频率fB = QB x ( f。/ Q。) 导相管长度L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*S?² 密封腔计算公式:VB = VAS / a 顺性比a = (QB² / Q。²) – 1 箱体总容积为V = VA + VB 单腔倒相式音箱计算公式 1.低频扬声器单元的品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS是决定音箱低频响应的重要参数。 品质因数Q。、谐振频率f。及等效容积VAS由喇叭供应商给出,或自己根护喇叭的基本性能参数进行公式计算,在已知品质因数Q。、谐振频率f。的前提下计算VAS。 2.箱体容积计算公式:VB = VAS / a 箱体顺性比a值可由倒相音箱设计图表查出(91页图3-9),设QL=7。也可由下面的简表进行估算,如下表: 3.确定倒相管截面积。 4.确定导相管长度,可用公式: L=[(c²S]/(4*3.14²*fb²*V)] -0.82*S?² 5.音箱的调整要点: 原则是将倒相箱的谐振频率调整到最合适的频率点,使音箱的低频响应平坦。调整音箱的系统品质因数,使音箱的低音深沉,听起来即不干涩也不混浊;调整分频网络的分频点和相位特性,使音箱各频段的声压均匀,频率响应曲线平坦。

一款完整的手机结构设计过程

手机结构设计 一,主板方案的确定 二,设计指引的制作 三,手机外形的确定 四,结构建模 1.资料的收集 2.构思拆件 3.外观面的绘制 4.初步拆件 5.建模资料的输出 五,外观手板的制作和外观调整 六,结构设计 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的布局 4.上壳装饰五金片的固定结构 5.屏的固定结构 6.听筒的固定结构 7.前摄像头的固定结构 8.省电模式镜片的固定结构 9.MIC的固定结构 10.主按键的结构设计 11.侧按键的结构设计 https://www.doczj.com/doc/2e5309249.html,B胶塞的结构设计 13.螺丝孔胶塞的结构设计 14.喇叭的固定结构 15.下壳摄像头的固定结构 16.下壳装饰件的结构设计 17.电池箱的结构设计 18.马达的结构设计 19.手写笔的结构设计 20.电池盖的结构设计 21.穿绳孔的结构设计 七.报价图的资料整理 八,结构设计优化 九,结构评审 十,结构手板的验证 十一,模具检讨 十二,投模期间的项目跟进 十三,试模及改模 十四,试产

十五、量产 一,主板方案的确定 在手机设计公司,通常分为市场部(以下简称MKT),外形设计部(以下简称ID),结构设计部(以下简称MD)。一个手机项目是从客户指定的一块主板开始的,客户根据市场的需求选择合适的主板,从方案公司哪里拿到主板的3 D图,再找设计公司设计某种风格的外形和结构。也有客户直接找到设计公司要求设计全新设计主板的,这就需要手机结构工程师与方案公司合作根据客户的要求做新主板的堆叠,然后再做后续工作,这里不做主要介绍。当设计公司的MK T和客户签下协议,拿到客户给的主板的3D图,项目正式启动,MD的工作就开始了。 二,设计指引的制作 拿到主板的3D图,ID并不能直接调用,还要MD把主板的3D图转成六视图,并且计算出整机的基本尺寸,这是MD的 基本功,我把它作为了公司招人面试的考题,有没有独立做过手机一考就知道了,如果答得不对即使简历说得再经验丰富也没用,其实答案很简单,以带触摸屏 的手机为例,例如主板长度99,整机的长度尺寸就是在主板的两端各加上2.5,整机长度可做到99+2.5+2.5=104,例如主板宽度37.6,整机的宽度尺寸就是在主板的两侧各加上2.5,整机宽度可做到37.6+2.5+2.5=42.6,例如主板厚度13.3,整机的厚度尺寸就是在主板的上面加上1.2(包含0.9的上壳厚度和0.3的泡棉厚度),在主板的下面加上1.1(包含1.0的电池盖厚度和0.1的电池装配间隙),整机厚度可做到13. 3+1.2+1.1=15.6,答案并不唯一,只要能说明计算的方法就行 还要特别指出ID设计外形时需要注意的问题,这才是一份完整的设计指引。

喇叭音腔设计原理

关于喇叭音腔设计的基本原理 新闻出处:21ic发布时间:2007-10-20 lldwsw发布于2007-10-20 9:39:00 关于喇叭的音腔设计,基本上我们停留在一个概念上,而没有一套完整的理论指导。我们知道的音腔设计,往往是如下的理解: 1:要有音腔,起扩音用,至于为什么要有音腔,则不明白。 2:音腔要求密封,若密封不好,则导致低音很差。 3:音腔孔不能开的太大,若开的太大,会导致音量变小。 以上三点是我们最常关心的,我们往往按要求去做,没有问过为什么。 本人试着用射频理论推导喇叭音腔设计: 对比天线与喇叭 天线喇叭 媒质真空空气 作用电能转换成电磁场能量电能转换成声音能量 主要器件天线喇叭 附属器件匹配电路音腔 原理电磁场理论震动波理论 目的获得最大的能量输出,合适的频响最大的能量输出,合适的频响 结论只有合适的天线和合适的匹配电路,才能获得最大的能量和合适的频响只有高效的喇叭和合适的音腔,才能获得最大的能量和合适的频响 通过以上,我们基本上清楚,喇叭跟天线具有类似的功能,就是起能量转换作用,其中喇叭是关键器件,它是电能到声能的根本,但是附属器件音腔决

定了它的最大输出功率和频率响应,接下来我们主要讨论音响系统是如何获得最大能量的。 先举一个例子,我们用手拍空气,对空气做功基本上等于0,假如我们拿一把特别大的扇子,扇不动,对空气做功也等于 0。" 对空气做功其实就是对空气发生,假如这个频率在我们能够听到的范围内,就是声音了。 那么通过上面的例子可以说明,用手对空气做功有一个极点,也就是说有一个最大值。我们用以下公式来看: P=F × V P为功率,对外界做功的功率,F为力的大小,V为速度。这个公式说明F 太小,或者V太小,都不可能对外做功,只有两个值乘积项决定对外的功率。 接下来我们看看喇叭是不是跟手一样,就是一个振膜加一个动力线圈,振膜决定这个扇子的面积大小,动力线圈相当于人的力。 因为喇叭的振膜是不可能变的,除非换个喇叭,在喇叭振膜,电能信号的频率一定的情况下,我们来描述这个音响系统应该如何提高输出能量: 对比P=F × V公式,我们对喇叭提出一个具体对外做功的简易公式。 因为F正比振膜面积(S),所以写成F=K × S,K为系数。 V由喇叭的动力线圈决定,动力线圈的动力由电场产生,动力线圈的阻力由两部分产生,一是空气对振膜的阻力(K×S),反对振膜震动,而是喇叭自身振膜的弹力反对振膜震动(Fz)。 对于音响系统来说K×S一般远远小于Fz。这个原因如下。看一个音响系统,动不动就是100W之类的,而声音大小也没有多少,据说一个人一年高声唱歌,产生的能量只能烧一壶水,可见声音的能量还是很少的,绝大部分的音响系统,它的能量都消耗在喇叭上,发热了。

手机音腔喇叭(BOX)设计参考资料

关于音腔喇叭设计 先说单speaker,现在用的最多的了!不过从发展趋势来看为追求好的音效双speaker将成为以后大主题。不管是双还是单重视后音腔的设计,这对音质有很大的影响:尽量做大些,还要密封好些!现在的趋势是要求音量越来越大,特别是国产手机,有的做到100分贝以上,但是音量不是唯一指标,和谐悦耳的铃声才是设计目标!音源对铃声的影响非常重要,选择合适的音源可以很好的体现设计效果! 选择音源: 1.尽量选用口径大的speaker。 2.对speaker的特性曲线要求低频时也能有高的音压,并且在曲线在1K~10K的区间要曲线平稳,当然能在1K以下做到很好水准就体现speaker研发生产实力了。 结构上的设计: 受到手机空间的限制,多设计都是用到二合一单边发声的,产品最终的音效都不是很好,扬声器与受话器的设计要领不一样,共用一个音腔确实会有一定问题,有这么些建议: 1.Φ13mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm2 2.Φ15mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm2 3. Φ16~20m/m Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:5~7Cm3 洩漏孔高度:5mm2 对于单面发声的后音腔设计,我们一般把整个前端作为后音腔,通过LCD PCB上密封整个前端,较大的后音腔能够能够弥补前期不足! 现在的流行趋势是分开,特别是双speaker强烈要求speaker与Receiver分开,这样才能到达要求的立体效果! 对于双speaker最好使出声孔的位置避免在一个面上,现在市面上看到最多就是放在翻盖的头部两侧,或者放在转轴两侧(三星x619),这跟声音波形原理有关的,同在一个面上消减幅度很快,效果不会太好的!双speaker的设计关键是要体现立体效果,在设计上有以下要点: 1.出声孔的位置,如上所述; 2.两个speaker的后音腔要求分开,独立密封; 3.两个speaker之间的切线(切线指的是两个水平放置,两个园之间的切线距离)最小距离要求在10mm以上; 4.要求大些的后音腔; 5.注意音源的选择,其实说道音腔,主要的一个原则就是,前音腔要密闭,后音腔要尽可能大,泻露孔尽可能距离speaker远一点。 声腔结构对手机音质的影响 声腔结构对手机电气性能的影响对手机音质的影响 手机外壳声孔大高频截止频率可延伸至5~10KHz 声音浑厚、丰满 手机外壳声孔小截止频率一般在5KHz左右声音单调、尖锐 Speaker与手机外壳形成的前腔大对频率响应曲线无明显影响声音比较空旷 Speaker与手机外壳形成的前腔小对频率响应曲线无明显影响声音无共鸣感 手机内腔大频率响应曲线低频Fo附近相对较高声音感觉不清晰 手机内腔小频率响应曲线低频Fo附近相对较低声音低音感觉不足 泄漏孔*近Speaker 频率响应曲线低频下跌声音尖锐,低音不足 泄漏孔远离Speaker 无影响无影响

压电扬声器最终设计方案

考试序列号 项目名称: 课程名称:模拟电子技术实验 学院:自动化学院 专业班级:电气信息类(创新实验班)组员: 联系方式: 任课教师: 时间:2013年12月21 日

平板压电扬声器设计方案 一、陶瓷压电扬声的发展趋势 随着便携式消费电子的发展,人们对便携式电子设备小型轻薄的要求越来越高,陶瓷压电扬声器以其超轻、超薄、高效、无需大音腔等特点逐渐被众多便携式消费类电子产品所青睐。便携式消费产品向着超薄轻小的方向发展!;怎样做到外形纤薄!,并且延长单次充电电池使用时间已成为各类消费产品的主要设计考虑。这样的系统需求对单个电子元器件提出了更薄、更小、更省电的要求。 因此,为了迎合市场的需要,我们决定做一个结构简单,形状规则,占用空间小,实用的平板压电扬声器。 二、陶瓷压电扬声器的基本特点 与动圈式扬声器相比,压电扬声器的振膜是被粘接在它上面的压电材料带动产生弯曲的,因此振膜的外形几乎没有限制;而动圈式扬声器的振膜或纸盆通常都是圆形或者椭圆形的,这样常会限制产品的外形设计。所有的动圈式扬声器都必须有一个磁铁以驱动音圈,这样就增加了扬声器的总体高度及重量。但是陶瓷压电扬声器却无需磁铁驱动,这样就可以达到一种很薄的外形从而降低终端产品的高度。 面对设计小巧的手机和越来越薄的电脑,动圈式扬声器成为制造商能否生产出超薄产品的制约因素。陶瓷压电扬声器能以超薄、紧凑的封装提供极具竞争力的声压电平;具有取代传统的动圈式扬声器的巨大潜力。陶瓷压电和动圈式扬声器的主要区别如表下所示:扬声器类型优点缺点 陶瓷压电扬声器超薄外形,严格的制造公差, 所需声腔很小, 效率高,散热好,寿命长, 无磁场,无电磁辐射 需要高压才能驱动, 低频响应不是很好, 容性负载 动圈式扬声器技术成熟,成本低, 频率响应很好 尺寸较大,制造公差宽松,所 需声腔较大, 效率低 驱动陶瓷压电扬声器的放大器电路有与驱动传统动圈式扬声器不同的输出驱动要求。陶

手机音腔设计与音频测试

一、声音的基础知识 1.声压: 由声波引起的压强变化称为声压,用符号P表示,单位为微巴(ubar)或帕(Pa) 1 ubar=0.1Pa=0.1N/m2 一个标准大气压P0=1.03 x10Pa 表达式: P=Po(ωt-kx+Ψ) 2.频率: 声源每秒振动的次数称为频率,单位为 Hz. 人耳可听得见的声波频率范围约为 20Hz~ 20000Hz,即音频范围 3.声速: 在介质中传播速度称为声速。固体最快,液体次之,空气中最慢。 在空气中传播340m/s,水中1450 m/s,钢铁中5000m /s 4.波长: 相邻同相位的两点之间的距离称为波长 λ Co= λf Co 为空气中声速 f 为频率 5.声压级: Lp=20lg(P/Po) (dB) Po 为基准声压 2x10 pa 基准声压为为2x10 pa ,称为听阀,即为0dB 当声压为20Pa 时,称为痛阀,即为 120dB 由此可见,声压相差百万倍时,用声压级表示时,就变成了 0dB 到120dB 的变化范围。 由上式可以看出声压变化10倍,相当于声压级变化 20dB ;声压变化100倍,相当于声压级变化40dB 一般交谈为30 dB 纺织车间为100 dB 6.声压级与功率的关系: ?P=10lg(w/wo) (dB) wo 为参考功率 功率增加一倍,声压级增加3 dB 7.声压级与距离的关系: ?P=-20lg(r1/ro) (dB) ro 为参考距离 距离增加一倍,声压级减小6 dB -5通常所指的声压是指声压的均方根值,即有效声压。-5-5

从人耳的听觉特性来讲,低频是基础音,如果低频音的声压值太低,会显得音色单纯,缺乏力度,这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言,由于频带较宽,又是人耳听觉最灵敏的区域,适当提升,有利于增强放音的临场感,有利于提高清晰度和层次感。而高于8KHz略有提升,可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下,手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定,好的频响曲线会使人感觉良好。 声音失真对听觉会产生一定的影响,其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号,输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真(THD),其对听觉的影响程度如下: THD<1%时,不论什么节目信号都可以认为是满意的; THD>3%时,人耳已可感知; THD>5%时,会有轻微的噪声感; THD>10%时,噪声已基本不可忍受。 对于手机而言,由于受到外形和SPEAKER尺寸的限制,不可能将它与音响相比,因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。 二. 手机铃声的影响因素 铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度(特别是低频效果)和其失真度大小。对手机而言,SPEAKER、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。 SPEAKER单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于铃声的低音效果,其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。 手机声腔则可以在一定程度上调整SPEAKER的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。 音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。此外,输出电压则必须与SPEAKER相匹配,否则,输出电压过大,导致SPEAKER在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。 MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响,表现在当铃声的主要频谱与声腔和SPEAKER的不相匹配时,会导致MIDI音乐出现较大的变音,影响听感。 总之,铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。 三.SPEAKER选型 1. 目的 SPEAKER的品质特性对手机铃声优劣起着决定性作用。在同一个声腔、同样的音源情况下,不同性能的SPEAKER在音质、音量上会有较大的差异。因此选择一个合适的SPEAKER可较大程度的改善手机的音质。 为了便于设计工程师选择合适的SPEAKER,本章介绍了SPEAKER的评价原则、测试流程和根据实验结果提供的不同半径SPEAKER选型推荐。 2. SPEAKER的评价原则

手机完整结构设计过程

一款手机的完整结构设计过程 前言 2005年9月我曾写过一篇《一个完整产品的结构设计过程》,发表在开思网,链接是https://www.doczj.com/doc/2e5309249.html,/thread-210891-1-10.html。这一篇《一款手机的完整结构设计过程》写于2008年12月份,那时候我刚从朋友的设计公司出来,想想今后不做设计了,这些年的经验别荒废了,自己作个总结吧。现在看来,当初的想法是对的,只是手机功能不断提升,制造工艺不断改进,有些设计间隙和设计参数到现在已经不太合适了,就算是给初学者提供一个参考吧,大家可以多关注设计的思路,先做什么,后做什么。至于参数,可以照用,但不必太过固执,多听听有经验的同事的建议,自己及时做出调整和总结。我现在任职于金立结构部,目睹了金立在智能机领域从无到有,从底端到高端不断发展的过程。很想抽时间再做一份《一款智能手机的完整结构设计过程》,因为从2011开始,智能手机在市场上的份额迅速扩大,而智能手机在结构设计上又有许多和功能手机不一样的地方,确实有必要总结一下了。好了,废话不多说,以下是2008年的《一款手机的完整结构设计过程》的完整版,附带全部原图,谢谢各位读者! 目录 一,主板方案的确定 二,设计指引的制作 三,手机外形的确定 四,结构建模 1.资料的收集 2.构思拆件 3.外观面的绘制 4.初步拆件 5.建模资料的输出 五,外观手板的制作和外观调整 六,结构设计 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的布局 4.上壳装饰五金片的固定结构 5.屏的固定结构 6.听筒的固定结构 7.前摄像头的固定结构 8.省电模式镜片的固定结构 9.MIC的固定结构 10.主按键的结构设计 11.侧按键的结构设计 https://www.doczj.com/doc/2e5309249.html,B胶塞的结构设计 13.螺丝孔胶塞的结构设计 14.喇叭的固定结构 15.下壳摄像头的固定结构 16.下壳装饰件的结构设计 17.电池箱的结构设计 18.马达的结构设计 19.手写笔的结构设计

耳机音腔结构设计要点

A.Φ9mm~Φ13mm(喇叭外径):后音腔最小容积1.5~3 ml。 B.泄露孔设计: >a. 能起到泄露作用前提下,泄露孔设计越小越好 >b. 后音腔体积较小时(若A条件不能满足),需要增大泄露孔声阻来减小>b 泄露孔对声学性能带来的影响,可以通过额为的阻尼去实现(如:泄露孔外增贴阻尼布) >c >c. 泄露孔设计位置尽量远离speaker后出声孔 C.前后音腔一定要完全隔离!

A A.麦克风收音孔要求通畅,无堵塞; B.麦克风除收声孔外其余部分要求密封,减小Echo; C.对于异型麦克风的收声通道(导声管)设计,具体要求如下:>a.MIC收声孔直径D 0.8mm-1.1mm >a MIC D08mm11mm >b.声道(导声管)长度L< 8mm >c.尽量保证Mic胶套内腔体体积V尽量小(以避免共振的形成)。

mic的表面到mic胶套的内表面的距离的最小限制是:>0.5mm.

1、后腔设计要求:后腔要求无限大,密封(手机扬声器振幅较小,空气压缩容积小)。 2、前腔设计要求:前腔要尽量小(扬声器曲线在理想的情况下),但由于扬声器参数的缺陷,前腔要为声音形成一个高频共振,使声音干净,前腔高度应在1.5mm-3.5mm之间。 3、前腔出声孔要求:出声孔面积要尽量的大(扬声器曲线在理想的情况下),但由于手机扬声器低频下限高,没有低频,过多的高频形成了燥音,因此出声孔最好控制在扬声器振动面积(泡棉内面积)5%-15%之间。 4、电池槽,卡槽孔要远离手机扬声器。 5、前后腔要完全隔开,后腔要密封好。 ?出声孔作用: ?1、出声。 ?2、出声孔面积影响高频截止频率、中低频的灵敏度。 ?3、出声孔面积一般在扬声器振动面积的5%-15%之间,过大可导致高频燥音过多,过小可能导致声音变小。 ?出声孔:1、尽量不要开在正中,这样高频较多,声音做不大,并且伴随高频燥声。2、开孔面积也不能太大,因为扬声器本身的原因和后腔因素,高音会显得比较尖锐,听 起来声音刺耳。 ?出声孔过渡要平滑,这样声音不会刺耳。

手机声腔设计

关于手机音腔设计 先说单speaker,现在用的最多的了!不过从发展趋势来看为追求好的音效双speaker将成为以后大主题。不管是双还是单重视后音腔的设计,这对音质有很大的影响:尽量做大些,还要密封好些!现在的趋势是要求音量越来越大,特别是国产手机,有的做到100分贝以上,但是音量不是唯一指标,和谐悦耳的铃声才是设计目标!音源对铃声的影响非常重要,选择合适的音源可以很好的体现设计效果! 选择音源: 1.尽量选用口径大的speaker。 2.对speaker的特性曲线要求低频时也能有高的音压,并且在曲线在1K~10K的区间要曲线平稳,当然能在1K以下做到很好水准就体现speaker研发生产实力了。 结构上的设计: 受到手机空间的限制,多设计都是用到二合一单边发声的,产品最终的音效都不是很好,扬声器与受话器的设计要领不一样,共用一个音腔确实会有一定问题,有这么些建议: 1.Φ13mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm2 2.Φ15mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm2 3. Φ16~20m/m Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:5~7Cm3 洩漏孔高度:5mm2 对于单面发声的后音腔设计,我们一般把整个前端作为后音腔,通过LCD PCB上密封整个前端,较大的后音腔能够能够弥补前期不足! 现在的流行趋势是分开,特别是双speaker强烈要求speaker与Receiver分开,这样才能到达要求的立体效果! 对于双speaker最好使出声孔的位置避免在一个面上,现在市面上看到最多就是放在翻盖的头部两侧,或者放在转轴两侧(三星x619),这跟声音波形原理有关的,同在一个面上消减幅度很快,效果不会太好的!双speaker的设计关键是要体现立体效果,在设计上有以下要点: 1.出声孔的位置,如上所述; 2.两个speaker的后音腔要求分开,独立密封; 3.两个speaker之间的切线(切线指的是两个水平放置,两个园之间的切线距离)最小距离要求在10mm以上; 4.要求大些的后音腔; 5.注意音源的选择,其实说道音腔,主要的一个原则就是,前音腔要密闭,后音腔要尽可能大,泻露孔尽可能距离speaker远一点。 声腔结构对手机音质的影响 声腔结构对手机电气性能的影响对手机音质的影响 手机外壳声孔大高频截止频率可延伸至5~10KHz 声音浑厚、丰满 手机外壳声孔小截止频率一般在5KHz左右声音单调、尖锐 Speaker与手机外壳形成的前腔大对频率响应曲线无明显影响声音比较空旷 Speaker与手机外壳形成的前腔小对频率响应曲线无明显影响声音无共鸣感 手机内腔大频率响应曲线低频Fo附近相对较高声音感觉不清晰 手机内腔小频率响应曲线低频Fo附近相对较低声音低音感觉不足 泄漏孔*近Speaker 频率响应曲线低频下跌声音尖锐,低音不足 泄漏孔远离Speaker 无影响无影响

手机音腔设计规范

电声部品选型及音腔结构设计 1.声音的主观评价 声音的评价分为主观和客观两个方面,客观评价主要依赖于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数,主观则因人而异。一般来说,高频是色彩,高中频是亮度,中低频是力度,低频是基础。音质评价术语和其声学特性的关系如下表示: 从人耳的听觉特性来讲,低频是基础音,如果低频音的声压值太低,会显得音色单纯,缺乏力度,这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言,由于频带较宽,又是人耳听觉最灵敏的区域,适当提升,有利于增强放音的临场感,有利于提高清晰度和层次感。而高于8KHz略有提升,可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下,手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定,好的频响曲线会使人感觉良好。 ?声音失真对听觉会产生一定的影响,其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号,输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真(THD),其对听觉的影响程度如下:THD<1%时,不论什么节目信号都可以认为是满意的; THD>3%时,人耳已可感知; THD>5%时,会有轻微的噪声感; THD>10%时,噪声已基本不可忍受。 对于手机而言,由于受到外形和Speaker尺寸的限制,不可能将它与音响相比,因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。 2. 手机铃声的影响因素 铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度(特别是低频效果)和其失真度大小。对手机而言,Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。 Speaker单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于铃声的低音效果,其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。 手机声腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。 音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。

音腔的设计知识

音腔的设计知识 后音腔的设计,这对音质有很大的影响:尽量做大些,还要密封好些! 受到空间限制,我们很多设计都是用到二合一单边发声的,觉得产品最终的音效都不是很好,需要有好一些的方法去改善。 其实二合一单边发声的的确效果不是很好,扬声器与受话器的设计要领不一样,共用一个音腔确实会有问题,有这么些建议:?1. 13m/mSpeaker ?前容积高度:0.3~1.0m/m ?出音孔高度:Φ 1.0,4~8孔(3mm&sup2; ~6mm&sup2; ) ?后容积高度:3~5Cm&sup3; ?洩漏孔高度:4~6mm&sup2; ?2. 15m/mSpeaker ?前容积高度:0.3~1.0m/m ?出音孔高度:Φ 1.0,4~8孔(3mm&sup2; ~6mm&sup2; ) ?后容积高度:3~5Cm&sup3; ?洩漏孔高度:4~6mm&sup2; ?3. 16~20m/mSpeaker ?前容积高度:0.3~1.0m/m ?出音孔高度:Φ 1.0,4~8孔(3mm&sup2; ~6mm&sup2; ) ?后容积高度:5~7Cm&sup3; ?洩漏孔高度:5mm&sup2; 对于单面发声的后音腔设计,我们一般把整个前端作为后音腔,通过LCD PCB上密封整个前端,较大的后音腔能够能够弥补前期不足!现在的流行趋势是分开,特别是双speaker强烈要求speaker与reci 分开,这样才能到达要求的立体效果!对于双speaker我一直有一些问题,呵呵,现在再讨教一下啦,它们如果出声孔在同一面会有什么效果与单speaker相比较,设计时又有哪些问题需要注意呢?如果是双speaker的话,最好使出声孔的位置避免在一个面上,我们现在看到最多就是放在翻盖的头部两侧,或者放在转轴两侧(三星x619),这跟声音波形原理有关的,同在一个面上消减幅度很快,效果不会太好的!双speaker的设计关键是要体现立体效果,在设计上有一下要点:1.出声孔的位置,如上所述;2.两个speaker的后音腔要求分开,独立密封;3.两个speaker之间的切线最小距离要求在10mm 以上;4.要求大些的后音腔;5.注意音源的选择,可以跟雅马哈咨询!其实说道音腔,主要的一个原则就是,前音腔要密闭,后音腔要紧可能大,泻露孔尽可能距离speaker 远一点。声腔结构对手机音质的影响声腔结构对手机电气性能的影响对手机音质的影响手机外壳声孔大手机外壳声孔小高频截止频率可延伸至5~10KHz 截止频率一般在5KHz左右声音浑厚、丰满声音单调、尖锐Speaker与手机外壳形成的前腔大Speaker 与手机外壳形成的前腔小对频率响应曲线无明显影响声音比较空旷声音无共鸣感手机内腔大手机内腔小频率响应曲线低频Fo附近相对较高频率响应曲线低频Fo附近相对较低声音感觉不清晰声音低音感觉不足泄漏孔*近Speaker 泄漏孔远离Speaker频率响应曲线低频下跌无影响声音尖锐,低音不足无影响Speaker电气性能对手机电气性能以及音质的影响Speaker电气性能对手机电气性能影响对音质的影响谐振频率 (Fo)高谐振频率(Fo)低谐振频率(Fo)高谐振频率(Fo)低声音尖锐低音较好灵敏度高灵敏度低灵敏度高灵敏度低声音大而有力声音小而无力高频截止频率高高频截止频率低高频截止频率高(手机声孔较大时)高频截止

Speaker声腔结构设计(仅供借鉴)

电子产品speaker选型及壳体匹配结构设计 声音的优劣主要取决于声音的大小、所表现出的频带宽度(特别是低频效果)和其失真度大小。对小型电子产品而言,Speaker、产品声腔、音频电路和音源是四个关键因素,它们本身的特性和相互间的配合决定了声音的音质。 Speaker单体的品质对于声音的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小,其低频性能对于声音的低音效果,其失真度大小对于声音是否有杂音都是极为关键的。 声腔结构则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线,通过声腔参数的调整改变声音的高、低音效果,其中后声腔容积大小主要影响低音效果,前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。 音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如,当输出信号的失真度超过10%时,声音就会出现比较明显的杂音。此外,输出电压则必须与Speaker相匹配,否则,输出电压过大,导致Speaker在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音 音源对音质也有一定的影响,表现在当音源主要频谱与声腔和Speaker的不相匹配时,会导致较大的变音,影响听感。 总之,音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。 1. Speake r的选型原则 1.1 扬声器(Speaker)简介 1.1.1 Speaker工作原理 扬声器又名喇叭。喇叭的工作原理:是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时,产生上下方向的推动力使振动体(振动膜)振动,从而振动空气,使声音传播出去,完成了电-声转换。喇叭实际上是一个电声换能器。 对电子产品来说,Speaker是为实现播放说话声音,音乐等的一个元件。Speaker 音压频率使用范围在500Hz~10KHz。 1.1.2 Speaker主要技术参数及要求 a>. 功率Power。功率分为额定功率Rated Power和最大功率Max Power。 额定功率是指在额定频率范围内馈给喇叭以规定的模拟信号(白噪声),96小时后,而不产生热和机械损坏的相应功率。 最大功率是指在额定频率范围内馈给喇叭以规定的模拟信号(白噪声),1分钟后,而不产生热和机械损坏的相应功率。 注:小型智能设备用喇叭一般要求的功率:额定功率≥0.5W,最大功率≥1W。 b>. 额定阻抗Rated Impedance。 喇叭的额定阻抗是一个纯电阻的阻值,它是被测扬声器单元在谐振频率后第一个阻抗最小值,它反映在扬声器阻抗曲线上是谐振峰后曲线平坦部分的最小阻值。 注:手机用喇叭的额定阻抗一般为8Ω。 c>. 灵敏度级又称声压级Sound Pressure Level(S.P.L)。 在喇叭的有效频率范围内,馈给喇叭以相当于在额定阻抗上消耗一定电功率的噪声电压时,在以参考轴上离参考点一定距离处所产生的声压。

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