微电声__微型扬声器标准设计规则(2010)
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微音器国家技术标准微音器是一种电子设备,用于增强音频信号的音量或改变音频信号的音调。
它通常由一个输入端、一个输出端和一些调节音量和音调的控制按钮组成。
微音器的作用是为了解决音频信号过于微弱或音质不完善的问题,使音频信号更加清晰和有力。
随着科技的发展和人们对音质的要求越来越高,微音器的应用广泛,并且在各个领域都有着重要的地位。
为了确保微音器的质量和技术水平,国家需要制定相应的技术标准,规范微音器的设计、制造和使用。
这些技术标准包括以下几个方面:1.功能要求:包括音量放大比例、音频频率范围、失真率等。
通过这些要求,可以确保微音器能够按照预期的方式工作,提高音频信号的质量。
2.电气参数:包括输入电阻、输出电阻、工作电压等。
这些参数对于微音器的正常工作非常重要,国家技术标准需要限定这些参数的范围,以确保微音器的电气性能稳定。
3.机械特性:包括尺寸、重量等。
这些特性不仅与微音器的携带和使用方便性相关,也与设备的可靠性和耐用性有关。
4.可靠性要求:包括电气可靠性、机械可靠性等。
微音器作为一种电子设备,需要经受长时间的使用和各种环境的考验,因此国家技术标准需要对其可靠性进行要求。
5.环境适应性:包括温度范围、湿度范围等。
微音器通常需要在各种环境条件下工作,国家技术标准需要确保微音器能够适应不同的环境条件。
另外,在编制和实施微音器的国家技术标准时,还需要考虑以下几个问题:1.与其他相关技术标准的协调:微音器通常涉及到声音信号处理、电子技术等多个领域,在制定技术标准时,需要与其他相关技术标准进行协调,确保各个方面的要求都得到满足。
2.技术创新和发展:随着科技的不断进步,微音器的技术也在不断创新和发展。
国家技术标准需要及时跟随技术的发展,对新技术进行审查和认可,推动微音器技术的进步。
3.市场需求和用户体验:技术标准的制定不仅要从技术角度考虑,还需要考虑市场需求和用户体验。
只有满足用户的需要,才能推动微音器产业的发展。
微型扬声器知识讲义编著整理:游少林随着通信事业的发展,近几年以来我国通讯终端产品产量增长很快。
扬声器越来越趋向微型化,而微型扬声器体积小,质量轻,所以在性能设计上有很大的局限性,设计一款优秀的微型扬声器,给消费者带来优质的听觉享受,是我们电声工程师孜孜不倦的追求。
根据电声前辈们积累下来的精华结合本人对微型扬声器的实践经验,编写了本讲义。
不妥之处敬请各位批评指正。
一.微型扬声器的结构主要由这几部分组成(盆架,磁钢,极片,音膜,音圈,前盖,接线板,阻尼布等)耳机喇叭结构如下图:外径为15mm手机喇叭结构如下图:外径为20mm二微型扬声器的发声原理1 应用的基本原理-------电,磁,力带有电流的导线切割磁力线,会受到磁场的作用力。
导线在磁场中的受力方向符合左手定律。
作用力大小F=BLI(B为磁感应强度,L为导线长度,I为电流)2微型扬声器的发声原理A 扬声器的磁路系统构成环形磁间隙,其间布满均匀磁场(磁感应强度的大小与方向处处相同的磁场)。
B. 扬声器的振动系统由导线绕成的环形音圈和与之相连的振膜。
C. 音圈被馈入信号电压后,产生电流,音圈切割磁力线,产生作用力,带动振膜一起上下运动,振膜策动空气发出相应的声音。
D. 整个过程为:电—力---声的转换。
3 馈入信号与发出声音的对应A. 磁场恒定,音圈受到的电动力随着电流强度和方向的变化而变化,B. 音圈在磁间隙中来回振动,其振动周期等于输入电流周期,振动的幅度则正比于各瞬时作用的电流强弱。
B.音圈有规则的带动振膜一起振动,策动空气发出与馈入信号相对应的声音。
三微型扬声器磁路的设计1.1磁场的产生A,安培分子电流假设:在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两极相当于两个磁极。
B,磁场的产生:从宏观上看,磁场是由磁体或电流产生的;从微观上看,磁场是由运动电荷产生的。
理解:⑴磁体的磁场和电流的磁场一样,都是由运动电荷产生的。
mems扬声器行业技术标准
MEMS扬声器(MEMS Speakers)是一种基于微机电系统(MEMS)技术的微型扬声器。
MEMS扬声器具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、易于集成等优点,因此在消费电子产品、汽车电子、医疗设备等领域得到了广泛的应用。
在MEMS扬声器行业中,存在以下技术标准:
1. 性能指标:包括最大振幅、最大声音输出、频率响应、失真度等指标。
这些指标可以衡量扬声器的性能优劣。
2. 封装标准:MEMS扬声器需要使用特定的封装标准进行封装,以确保其可靠性和稳定性。
常见的封装标准包括COB (Chip On Board)、Flip Chip、晶圆级封装等。
3. 测试标准:为了保证MEMS扬声器的质量和性能,需要进行一系列的测试,包括电气测试、机械测试、环境测试等。
这些测试需要遵循相应的测试标准,以确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 应用标准:不同的应用场景需要使用不同类型的MEMS扬声器,因此需要制定相应的应用标准,以确保扬声器的适用性和可靠性。
5. 安全标准:MEMS扬声器需要遵循相关的安全标准,以确保其在使用过程中不会对人身安全造成威胁。
这些技术标准可以促进MEMS扬声器行业的健康发展,
提高产品的质量和性能,同时也有助于推动相关领域的技术创新和应用拓展。
扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括:Z,Fo,η0, SPL,Qts,Qms,Qes,Vas,Mms,Cms,Sd,BL,Xmax,Gap gauss.以下分别是这几种参数其物理意义.1.1 Z:是指扬声器的电阻值,包括有:额定阻抗和直流阻抗.(单位:欧姆/ohm),通常指额定阻抗.扬声器的额定阻抗Z:即为阻抗曲线第一个极大值后面的最小阻抗模值,即图1中点B所对应的阻抗值.它是计算扬声器电功率的基准.直流阻抗DCR:是指在音圈线圈静止的情况下,通以直流信号,而测试出的阻抗值.我们通常所说的4欧或者8欧是指额定阻抗.1.2 Fo(最低共振频率)是指扬声器阻抗曲线第一个极大值对应的频率.单位:赫兹(Hz).扬声器的阻抗曲线图是扬声器在正常工作条件下,用恒流法或恒压法测得的扬声器阻抗模值随频率变化的曲线.1.3 η0(扬声器的效率):是指扬声器输出声功率与输入电功率的比率.1.4 SPL(声压级):是指喇叭在通以额定阻抗1W的电功率的电压时,在参考轴上与喇叭相距1m 点上产生的声压.单位:分贝(dB).1.5 Qts :扬声器的总品质因数值.1.6 Qms:扬声器的机械品质因数值.1.7 Qes:扬声器的电品质因数值.1.8 V as(喇叭的有效容积):是指密闭在刚性容器中空气的声顺与扬声器单元的声顺相等时的容积.单位:升(L).1.9 Mms(振动质量):是指扬声器在运动过程中参与振动各部件的质量总和,包括鼓纸部分,音圈,弹波以及参与振动的空气质量等.单位:克(gram).1.10 Cms(力顺):是指扬声器振动系统的支撑部件的柔顺度.其值越大,扬声器的整个振动系统越软.单位:毫米/牛顿(mm/N).1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米(m2).1.12 BL(磁力):间隙磁感应强度与有效音圈线长的乘积.单位:(T*M).1.13 Xmax:音圈在振动过程中运动的线性行程.单位:毫米(mm).1.14 Gap Gauss:间隙磁感应强度值.单位:特斯拉(Tesla).1\Xmax是量出来的,不是测量出来的,需要知道上板厚度PL和音圈圈幅VC,则Xmax=|PL-VC|/23\1.11 Sd(振动面积):是指在扬声器的振动过程中,鼓纸/振膜的有效振动面积.单位:平方米(m2).这个量的时候要注意,一般规定为鼓纸的直径加上1/3的悬边的长度,也有文献说是1/2的边的长度,根据经验来确定首先,我们来谈谈如何认识一个喇叭单元,这是我们每个生产厂家、每个扬声器系统设计人员要面对的一个最基本而又是最重要的问题。
1.扬声器常用国家标准GB/T9396-1996 《扬声器主要性能测试方法》GB/T9397-1996 《直接辐射式电动扬声器通用规范》GB9400-88 《直接辐射式扬声器尺寸》。
GB7313-87 《高保真扬声器系统最低性能及测量方法》GB12058-89 《扬声器听音试验》2. 扬声器主要电声特性额定阻抗Znom总品质因数Qts等效容积Vas共振频率Fo额定正弦功率Psin额定噪声功率Pnom长期最大功率Pmax额定频率范围Fo-Fh平均声压级SPL3. 扬声器主要零部件尺寸设计3.1 扬声器口径扬声器口径符合客户,若客户没有具体,则优先采用国家标准GB9400-88《直接辐射式扬声器尺寸》。
3.2 支架支架外形尺寸及安装尺寸应能满足客户,除此之外还需考虑鼓纸、弹波、华司等尺寸选择与配合问题,大功率低频率的扬声器支架有效高、底高、弹波接着径、华司铆接径等均较大。
3.3 磁体磁体尺寸优选常用系列值,具体尺寸需按性能确定。
常用铁氧体尺寸:32*18*6,35*18*6,40*19*8,45*22*8,50*22*8,55*25*8,60*25*8,60*32*8,65*32*10,70*32*10,80*40*15,90*40*15,100*45*18,100*60*20,110*60*20120*60*20,130* 60*20,140*62*20,145*75*20,156*80*20,180*95*20,220*110*20常用标准:SJ/T10410-93 《永磁铁氧体材料》3.4 音圈音圈中孔尺寸优选常用系列值,具体尺寸(如卷宽、线径)需按性能确定,骨架高度还需考虑到与鼓纸、支架的配合。
常用音圈中孔尺寸:13.3 14.3 14.7 15.4 16.3 18.4 19.4 20.4 25.5 25.9 30.5 35.5 38.6 44.5 49.5 50.5 65.5 75.5 80.0100.0 127.03.5 各种零件的尺寸配合支架、磁体、音圈等零件的主要尺寸确定后,零件的主要尺寸选择余地就受到限制,各种零件的尺寸配合,其性能参数也要配合。
微型扬声器知识讲义编著整理:游少林随着通信事业的发展,近几年以来我国通讯终端产品产量增长很快。
扬声器越来越趋向微型化,而微型扬声器体积小,质量轻,所以在性能设计上有很大的局限性,设计一款优秀的微型扬声器,给消费者带来优质的听觉享受,是我们电声工程师孜孜不倦的追求。
根据电声前辈们积累下来的精华结合本人对微型扬声器的实践经验,编写了本讲义。
不妥之处敬请各位批评指正。
一. 微型扬声器的结构主要由这几部分组成(盆架,磁钢,极片,音膜,音圈,前盖,接线板,阻尼布等)耳机喇叭结构如下图:外径为15mm手机喇叭结构如下图:外径为20mm手机受话器结构如下图:外径为11*7mm ,高为2.6,外磁式。
二 微型扬声器的发声原理1 应用的基本原理-------电,磁,力带有电流的导线切割磁力线,会受到磁场的作用力。
导线在磁场中的受力方向符合左手定律。
作用力大小F=BLI (B 为磁感应强度,L 为导线长度,I 为电流)2微型扬声器的发声原理A 扬声器的磁路系统构成环形磁间隙,其间布满均匀磁场(磁感应强度的大小与方向处处相同的磁场)。
B. 扬声器的振动系统由导线绕成的环形音圈和与之相连的振膜。
C. 音圈被馈入信号电压后,产生电流,音圈切割磁力线,产生作用力,带动振膜一起上下运动,振膜策动 空气发出相应的声音。
D. 整个过程为:电—力---声的转换。
3 馈入信号与发出声音的对应A. 磁场恒定,音圈受到的电动力随着电流强度和方向的变化而变化,B. 音圈在磁间隙中来回振动,其振动周期等于输入电流周期,振动的幅度则正比于各瞬时作用的电流强弱。
B.音圈有规则的带动振膜一起振动,策动空气发出与馈入信号相对应的声音。
三 微型扬声器磁路的设计1.1磁场的产生A ,安培分子电流假设:在原子、分子等物质微粒内部,存在一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两极相当于两个磁极。
B ,磁场的产生:从宏观上看,磁场是由磁体或电流产生的;从微观上看,磁场是由运动电荷产生的。
扬声器零部件型号命名规则2、总表说明(1)盆架盆架表面涂覆颜色——⑤盆架在此规格时的序号——④盆架材料——③盆架规格——②盆架代号——①①、盆架代号——以盆架的英文单词缩写字母定义;②、盆架规格——以产品尺寸定义。
例如:5”——FM120-、51/4”——FM134- 、8”——FM200- 、10”——FM250- 、6*9”——FM1624-、3*5”——FM0813-、、、、、、、如此类推;③、盆架材料——以材料的英文单词第一个大写字母或缩写定义。
④、盆架在相同规格时的流水号,当同一胚件而涂覆不同时,以颜色区别,图号不能一样。
例如:FM100S-1的胚件有银色、铬色、银灰色等,就分别表示为,FM100S-1S、FM100S-1CR、FM100S-1GR3等。
(1)定芯支片支片材料规格及材质——⑥支片指标——⑤支片总高——④支片中孔规格——③支片外径规格——②定芯支片代号——①①、定芯支片代号——以支片的英文单词缩写字母定义;②、支片外径规格——支片的实际外径尺寸;③、支片中孔规格——支片中孔的实际尺寸;④、支片总高——支片的实际总高尺寸;⑤、支片指标——支片的位移或频率指标;⑥、支片材料规格及材质——1)、材料规格:5支纱——5、7支纱——7、21支纱——21、42支纱——42、、、、、、如此类推。
2)、材质——以材质的英文单词缩写字母定⑦、当现有的支片无法区别的时候用1、2、3、4、5、6、、、、、、、序列号区别。
(2)磁钢1)、铁氧体磁钢磁钢性能代号——⑤——④——③——②——①①、磁钢代号——以磁钢的英文单词缩写字母定义;②、磁钢外径规格——磁钢的实际外径尺寸;③、磁钢中孔规格——磁钢中孔的实际尺寸④、磁钢总高——磁钢的实际总高尺寸;2)、钕铁硼磁体N33为钕铁硼的性能2为厚度;12为外径;钕铁硼代号注:若为磁路结构,以扬声器型号为首选名称,如:MG20NS1、MG25NS1。
(1)T铁T铁涂覆颜色——⑥T铁有效高度及后夹板是否凸台——⑤T铁柱径尺寸——④T铁后夹板厚度尺寸——③T铁后夹板外径尺寸——②T铁代号——①①、T铁代号——以T铁的英文单词缩写字母定义;②、T铁后夹板外径尺寸——后夹板的实际外径尺寸;③、T铁后夹板厚度尺寸——后夹板的实际厚度尺寸;④、T铁柱径尺寸——柱芯实际的柱径尺寸;⑤、T铁有效高度及后夹板是否凸台——有效高度是指与磁钢、前板配合的高度;而后夹板是否有凸台则以:有凸台用T表示,没有就不用标;⑥、T铁默认的涂覆为白锌,在T铁电镀白锌(Z)时颜色代号不用标,其它涂覆不同时顺应使用杠颜色的代号。
微型扬声器扬声器(Speaker)是一种用来将电的讯号转换成声音讯号之换能器(Transducer),中文常被俗称为喇扬声器,从字面上理解,扬:扬出、发出之意;声:指声音;器:器件,合起来即发出声音的器件。
但大家都知道,扬声器本身并不能发音,它是在给它通以信号电流的时候才会将电流信号转换出声信号的,因此它是通过能量转换来实现的,所以扬声器是指将电信号转换成声音信号的电声换能器。
扬声器能量变换的保真度如何,由扬声器的性能好坏来决定。
目录微型扬声器的构成盆架支架(FRAME)磁钢极片(WASHER/PLATE)音圈振动板(Diaphragm)前盖(FRONT COVER)展开微型扬声器的构成盆架支架(FRAME)磁钢极片(WASHER/PLATE)音圈振动板(Diaphragm)前盖(FRONT COVER)展开微型扬声器的构成微型扬声器主要有盆架(支架)轭塑(Plastic Frame for Yoke)、磁钢、极片、音膜、音圈、前盖、接线板(端子)、阻尼布等构成。
盆架支架(FRAME)亦称BASKET,是安装振动部分零件,磁气回路和其它零件的母体。
小型SPK 的支架都是钢板,材质为SPCC(S:STEEL 钢铁P:板钢C:COLD 冷锻C:硬度区分)。
钢板的材质厚度为0.5~1.2MM 冲压成型,表面通常处理有五彩电镀,烤黑、电黑,加以防锈。
大口径的磁气回路特别强劲笨重,钢板材质会使用 1.0MM 甚至更厚。
但高级HI-FI SPK 也有用铝铸的支架,此外用塑料成型的支架亦很多, 防水喇叭及头机最常用。
塑料框的材质多为ABS 或ABS 加纤以增高耐热及强度。
有些游艇上使用的塑料框的材质为ASA 料,可以延长塑料框受紫外线照射而变颜色的时间。
铁框材质的厚度除对SPK 承受压力有影响外,同时对SPK 的安装后能否承受一定的振动不致变形亦有影响。
此外,SPK 工作频繁振动时,支架可能会在某些频率产生共振而影响音质。
扬声器功率的国家标准及国际标准Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998扬声器功率的国家标准及国际标准扬声器的功率是扬声器最为重要的指标。
在声频工程的系统设计,决定扬声器与放大器之间的功串匹配以及音箱(扬声器系统)设计等过程中,部必须清楚地知道并理解扬声器的功串数值及其含义。
而目前备国不同厂家在杨声器之名牌上所标的功率值,其含义住往各不相同,因而数值上住住有很大出入。
我国近年己统一制订了扬声器功率的国际(GB9396—88),基本上采用国际电工委员会(IEC)所拟定的方法。
但国外有些名牌产品如美国的JBL和EV,仍然分别采用各自特殊的标准。
本文将对扬声器功率的国标和部份国际标准分别作一简介。
过去很长一段时间我国各杨声器制造厂家对输入杨声器的功率都采用“标准功率”的数值,在这个功率上规定了谐波失真是在馈给扬声器标准功率的恒定电压下测试的,所测得的非线性失真系数不应超过给定扬声器的规定值。
因为标准功率是由失真值的大小确定的,失真值又不能超过一定的要求,所以标准功率都定得比较小,通常是低于其它类型功率的。
长期接触标准功率的读者难怪会觉得国产扬声器斯标出的承受功率比国外扬声器低得多。
为了消除扬声器的不同类型功率在定义上的混乱,国际电工委员会(Internationa l ElectrotechnicalCommission,缩写 IEC)颁发了《电声器件扬声器》标准,提出了所有到会国家一致采用的下面几种扬声器功率:最大噪声功率(额定噪声功率) 、最大正弦功率、长期功率(额定长期最大功率)和短期功率等,这些功率指标均失真无关,现分别作简要介绍o(1)额定噪声功率(Rated Noise P ower):其定义为:连续向扬声器输入模拟噪声信号(将粉红噪声经过带通滤波和限幅后的信号),在100小时内连续工作没有过热和机械损伤,这个功率就称为扬声器的额定噪声功率。
微型扬声器结构及振膜设计周静雷;吕玉皎;王梦圆【摘要】参数化建模功能是用基于SolidWorks系统的二次开发,利用Visual Studio平台提供的高级语言,如C#,VB等,通过相应的API接口,驱动SolidWorks 系统,完成微型扬声器单元部件的生成及其装配.通过将模型参数化,可以将振膜、音圈、穹顶等各个部件及组成结构参数进行量化.每一个环节的变量都有明确的定义和说明,这样为修改和调整振膜的结构尺寸提供了依据.通过软件快速地完成扬声器单元振膜图纸的绘制工作,振膜的绘制可以在极短的时间迅速完成.通过将微型扬声器模型参数化,可以极大程度提高其3D图纸的生成效率,也可以为研发人员对其性能优化提供便利.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2017(041)001【总页数】7页(P15-21)【关键词】SolidWorks;微型扬声器;参数化;振膜【作者】周静雷;吕玉皎;王梦圆【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN643如今,微型扬声器产业的迅速发展,使得市场竞争尤为激烈。
激烈的市场竞争要求高质量高速度地推出新产品,产品设计中建立的信息模型要贯穿产品的整个生命周期,为其后续环节如工艺规程设计、加工、制造和检测等提供必要的信息,这些都为实体造型提出了更高的要求[1]。
SolidWorks是基于Windows平台的三维绘图软件,采用特征建模、参数化驱动,可方便地设计和修改三维实体模型[2],而且已有一些文献为实现复杂的几何实体参数化表达而作出探讨并取得了一些成果[3-4]。
虽然SolidWorks所提供的功能非常强大,但要使其在中国企业中真正发挥作用,就必须对其进行本地化、专业化的二次开发工作[5]。
微型扬声器单元设计系统是一套基于SolidWorks平台的插件软件设计系统。
微型扬声器膜片之加强筋设计马鲁建【摘要】分析了膜片加强筋的筋脉、剖面形状、面形状、角度等对扬声器低频参数的影响,得出了加强筋与膜片等效顺性以及有效振动面积之间的关系.从而为膜片的设计及改善指明了明确的方向.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)002【总页数】6页(P28-33)【关键词】膜片;加强筋;有限元【作者】马鲁建【作者单位】广东深圳华宝利电子有限公司,广东,深圳,518103【正文语种】中文【中图分类】TN6431 引言在微型扬声器设计中有六大要素:磁路、音圈、膜片和声阻、声容、声质量。
其中膜片的设计是微型扬声器设计的核心之一。
膜片的形状等参数直接决定着扬声器的特性。
在膜片设计中又有两大要素[1]:一是膜片的基础形状设计;二是膜片加强筋设计。
这两者相辅相成,共同决定着膜片的特性。
而加强筋的设计又分为:加强筋筋脉、加强筋剖面形状、加强筋面形状,加强筋的角度、深度、数量等要素。
下面笔者将和大家一起探讨、分析膜片的加强筋对膜片特性的影响。
2 一些名词术语介绍在膜片等效顺性设计中,加强筋对膜片等效顺性影响的趋势,同样可通过膜片等效顺性的公式进行分析。
膜片等效顺性的公式[2]为式中,W为膜片悬边的总宽度(m);dVC为膜片音圈贴合外径(m);E 为膜片材质的杨氏模量(n/M2);μ 为泊松比;a1为修正系数,其值取决于膜片的基础形状;a2为修正系数,其值取决于h/W值的大小,其中h为膜片悬边的高度(m)。
通过分析式(1)知,膜片的等效顺性Cms直接与膜片材质的杨氏模量E成反比关系;膜片的等效顺性Cms是与膜片材质厚度t的3次方成反比;不同的膜片形状对顺性的影响,主要体现在式(2)中修正系数a1和a2上,并且膜片的等效顺性Cms与修正系数a1,a2成反比。
而在膜片的加强筋中,加强筋面形状的宽度相当于W;加强筋的筋脉形状相当于a1;加强筋的深度相当于膜片悬边高度h;加强筋的厚度相当于膜片的厚度t。