手机声腔设计和音频电路检测原理声音的基础知识

音质设计专业知识点音质设计是音频技术领域中的重要环节，它关注于如何使音频产品的音质达到最佳效果。

音质设计需要掌握一系列相关的专业知识点，本文将介绍其中一些主要内容。

一、声音基础知识声音是由空气中的震动引起的，它通过传播到人耳中刺激我们的听觉系统而被感知。

声音的基本特性包括频率、振幅、波形和声音质量。

频率决定声音的音调高低，振幅决定声音的音量大小，波形描述了声音的形状，声音质量则涉及声音的纯度和明亮度等因素。

二、音频编码与解码音频编码是将声音信号转换为数字信号的过程，而音频解码则是将数字信号转换回声音信号的过程。

常见的音频编码与解码格式包括MP3、AAC、FLAC等。

音频编码与解码的目的是在保证音质的前提下，尽可能减小文件大小，方便存储和传输。

三、音频采样率与比特率音频采样率指的是每秒钟采集的样本数，常见的采样率有44.1kHz和48kHz。

较高的采样率可以更准确地还原声音，但同时也增加了文件的大小。

音频比特率则表示每秒钟对音频进行编码所需的数据量，常见的比特率有128kbps和320kbps等。

较高的比特率可以提高音频的质量，但也会增加数据的大小。

四、声音增强技术声音增强技术包括均衡器、压缩器和混响器等。

均衡器可以调节不同频率的音量，以改变声音的整体平衡。

压缩器可以控制音频信号的动态范围，使音频的声音更为平稳。

混响器则可以模拟不同的音源环境，为音频添加空间感。

五、音频编辑与混音音频编辑与混音是音频制作中的重要环节。

音频编辑是对原始音频素材进行剪辑、修剪和变换等操作，以满足制作需求。

混音则是将多个音频轨道进行融合和平衡，达到最终的音频效果。

六、音频效果器音频效果器是一种可以改变声音特性的设备或软件。

常见的音频效果器包括均衡器、失真器、合唱器和延迟效果器等。

它们可以为声音增添丰富的音色和效果，使音频更具表现力和艺术感。

七、声学原理与房间声学声学原理研究声音在空间中的传播与反射等特性。

对音质设计而言，理解声学原理有助于优化音频的环境效果和空间感。

音频电路的基本原理与调试技巧引言：随着科技的不断进步，音频技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

从日常通信到娱乐媒体，以及音乐和电影制作，音频电路的设计和调试变得至关重要。

本文将介绍音频电路的基本原理以及一些调试技巧，以帮助读者更好地理解和应用音频技术。

一、音频电路的基本原理：1. 声音的产生原理：声音是由物体振动产生的机械波，通过介质的传播而成为可听到的声音。

在音频电路中，声音通常通过振动的电子器件（如扬声器）转化为电信号，并被放大、处理和再现。

2. 音频信号的特点：音频信号是一种周期性交流信号，具有幅度、频率和相位三个主要特征。

振幅决定了音量的大小，频率决定了声音的高低音调，相位则影响声音的相位差和空间感。

3. 音频电路的基本组成：音频电路通常由输入端、放大器、处理电路和输出端组成。

输入端接收外部音源的信号，放大器增强信号强度，处理电路对信号进行滤波、均衡和混音等处理，输出端将处理后的信号转化为听得见的声音。

二、音频电路的调试技巧：1. 确保电路连接正确：在调试音频电路之前，要确保电路元件的正确连接。

检查输入源、放大器和扬声器之间的连接，并确认电路板的引脚焊接是否良好。

任何错误的连接都会导致信号失真或杂音。

2. 使用合适的工具进行测量：在调试音频电路时，使用合适的工具进行准确的测量非常重要。

示波器可用于观察信号的波形和频谱，多用途测试仪可测量电压、电流和阻抗等参数。

确保测量结果的准确性，以便找出问题所在并进行修复。

3. 考虑信号线和接地问题：音频电路中的信号线和接地线应被认真考虑。

信号线应避免与电源线和高频线路交叉，以免产生干扰。

接地线的设计和布线应符合规范，以降低噪音干扰，并确保电路的良好接地。

4. 调试和修复信号失真：信号失真是音频电路常见的问题之一。

当输入信号的形状在输出时发生改变时，就会发生信号失真。

可能的原因包括电源噪音、放大器非线性、滤波器失效等。

通过逐步排查每一个模块，可以定位和修复信号失真的问题。

第十二节手机音频电路的基本原理一、手机音频电路由两部分组成即PCM编解码电路和数字语音处理器DSP。

1、PCM编解码电路PCM编解码电路的任务是模拟信号和数字信号的相互转换。

当手机处于发射时隙时，它首先将话筒声/电转换得到的模拟电信号进行音频放大，转换为离散的数字语音信号（即A/D转换），并送到数字处理电路；当手机处在接收时隙时，它将数字音频处理电路送来的数字信号进行PCM解码，将数字语音信号还原成模拟的音频信号（D/A）转换，然后进行功率放大，到听筒进行电/声转换，推动听筒发声。

2、数字语音处理器（DSP）在手机发射时，将音频编译码电路送来的数字信号进行信道编码、交织、加密等处理，得到数码语音信号，经GMSK调制，最后得到67.768KHZ的发射基带信号，送到射频部分进行上变频的处理；在手机接收时，将射频部分送来的基事信号进行GMSK解调，经解密、去交织、信道解码、语音解码后，送到PCM解码电路进行PCM解码。

目前随着手机集成度的提高，多数手机PCM和DSP已不独立存在，这两部分电路被集成在CPU或其它IC内。

如诺基亚N8210音频电路就是由N250和CPU D200组成，机内和机外送、受话通路的转换是在N250内完成的。

接收时，从射频模块N505送来的RXI、RXQ信号，在音频IC N250内进行放大，GMSK解调，产生数据流后，再送到中央处理器D200内进行去交织、解密等处理，形成22.8kbit/s的数据流，接着进行信道解码（纠错解码），得到13kbit/s的数字语音信息，再进行语音解码，还原为64kbit/s的数字信号后，再返送回音频IC N250内，进行PCM解码，把64kbit/s的数字语音信号还原成模拟的语音信号，经N250内的音频放大器放大后，从D1、D2脚送出，到听筒进行电/声转换推动听筒发声。

发射时，语音信号经过话筒的声/电转换，然后送到音频IC N250进行放大，PCM编码，把模拟的语音信号变成64kbit/s的数字语音信号。

手机音频知识汇总一、音频基础知识....................................................................................2a)MIC 单体基础知识&电路分析.. (2)b)Receiver&SPEAKER 单体知识&电路分析 (3)3二．MTK 平台音频参数调试介绍....................................................................................................................44三.手机噪声问题.. (22)a ）普通模式TDD ：(听筒,Mic)Mic)..................................................................................................................24b)免提模式TDD TDD (28)28c).回音，啸叫问题................................................................................28d).Pop 声问题.........................................................................................29e).电流声问题电容发声问题（背光，LCD,DCDC 等电路）.... (3333)一、音频基础知识a)MIC 单体基础知识手机上的MIC 一般为驻极体电容式MIC 。

主要由声电转换以及阻抗变换两部分电路组成。

工作原理：如上图，MIC 内部由一片单面涂有金属的振动膜与一个带有若干小孔贴有驻极体薄膜的金属电极（称为背极）构成。

声音检测电路原理
声音检测电路是一种用于检测环境中声音的电路。

其原理是将声音信号转换为电信号，然后通过电路进行信号放大和处理，最终输出一个与声音强度相关的电压或电流信号。

声音检测电路通常由以下几个基本组件组成：
1. 麦克风：用于捕捉环境中的声音信号。

当声音信号进入麦克风时，麦克风内部的膜片会受到声音的振动而产生相应的电压信号。

2. 电容器：将麦克风输出的电压信号转换为电流信号。

电容器通过和麦克风连接，可以将麦克风输出的电压信号转换为电流信号，以便后续的处理。

3. 放大器：用于放大电容器输出的电流信号。

由于麦克风输出的信号较弱，需要经过放大器进行放大，使得信号能够达到适合后续处理的强度。

4. 滤波器：用于滤除不需要的频率分量。

声音信号中可能包含各种频率的成分，而有些频率对于声音检测并不重要，因此需要通过滤波器将这些不需要的频率分量滤除，以便更好地检测声音的强度。

5. 检测电路：用于检测声音信号的强度。

检测电路可以将经过滤波器处理后的电信号转换为与声音强度相关的电压或电流信号，并输出给用户进行进一步的处理或显示。

总之，声音检测电路通过将声音信号转换为电信号，并进行放大和处理，最终输出一个与声音强度相关的电压或电流信号，实现对环境中声音的检测和测量。

声音的基础知识目录 四、 五、 六、 七、 声音的基础知识 -------------手机铃声的影响因素 ---------SPEAKER 选型 --------手机声腔设计 --------后声腔密闭性对声音的影响 防尘网对声音的影响 --------------------音频电路检测 --------- 2 -- 3 - 3 - 8 13 14 15P 表示，单位为微巴( ubar )或帕( Pa ) Co=芹5. 声压级：Lp=20lg(P/Po)基准声压为为 当声压为 20Pa 时，称为痛阀，即为 由此可见，声压相差百万倍时，用声压级表示时，由上式可以看出声压变化40dB一般交谈为 30 dB纺织车间为 100 dB6. 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7. 声压级与距离的关系：少=-20lg(r1/ro) (dB) 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。

手机扬声器发声基础知识一、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 x10 Pa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/s4.波长：相邻同相位的两点之间的距离称为波长λCo= 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 dB6.声压级与功率的关系：ΔP=10lg(w/wo) (dB)wo为参考功率功率增加一倍，声压级增加3 dB7.声压级与距离的关系：ΔP=-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。

扬声器与手机音腔设计常州熙春电子有限公司2006-3-20纲要声腔结构对手机音质的影响⏹一、⏹二、Speaker电气性能对手机电气性能以及音质的影响⏹三、Speaker声腔结构设计⏹四、Receiver声腔设计⏹五、手机设计中的成本考虑纲要⏹六、扬声器主要技术参数⏹七、熙春电子产品⏹八、结束语一、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靠近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无影响无影响二、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）高声音尖锐谐振频率（Fo ）低谐振频率（Fo）低低音较好灵敏度高灵敏度高声音大而有力灵敏度低灵敏度低声音小而无力高频截止频率高高频截止频率高（手机声孔较大时）声音丰满高频截止频率低高频截止频率低声音单调总谐波失真（THD）高总谐波失真（THD）高声音浑浊总谐波失真（THD）低总谐波失真（THD）低声音清晰功率大功率大声音可以较大功率小功率小声音相对较小三、Speaker声腔结构设计先说单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！三、Speaker声腔结构设计 音源的选择尽量选用口径大的speaker。

一.声音基础知识二.手机电声器件基本参数三.手机音腔设计四.音腔设计常见问题及解决办法五.音频设计的一般规则S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a1.声音是什么？声音是一种因为物体振动而产生的弹性纵波，它能通过空气.水.钢铁等媒质传播S h e n g Lo n gC o nf i d en t i a音量（Volume ):声音振幅大小（Amplitude),通常表示的单位dB （Decibel 的缩写）它是以正常人听1000Hz 频率之纯音，所能听到的最弱声音，其音压为0.0002微巴（u bar)当作0dB 。

音调（Pitch ）：声音频率（Frequency)高低，单位CPPS （Cycle Per Second)。

音色（Tone):是由声音的谐波（Harmonic Wave)造成，即由声波的频谱和波形决定，但究竟哪些谐波组成的声波，会造成人所受感受的特色，以及特色如何？不能作实质存在的说明，也无法去衡量，完全由人心里感受，凭经验去体会，是个人相当主观的见解声音三要素中的音调与音量，是声波的频率与振幅，由人感受后的结果，由其实质的存在，也有确实的衡量标准，而人也可由人身的组织，作较为客观的认识，像这种由人的生理，予以客观认识的声音，称为“生理之音”，而音色在声波而言如上述（音色）内容，是心里感受所引发的想象，这种感觉往往会左右人的情绪，心里感受越深，音色越清晰，感受越浅，音色越模糊，这种感受的声音称之为“生理之音”.虽然那些谐波怎样组成声波，会造成人所感受的特色，以及特色如何？建议可在喇叭之总谐音失真（Total Harmonic Distortion)中得到失真愈小其音色表现愈真实S h e n g L o n g C o n f i d e n ti a对于空气的声速有C(t℃)≈331.6+0.6t; 波长λ=C/fC ∝（E/ρ）½4.多普勒效应:当一辆火车以速度V从远处驶近，音调会变高，反之，音调变低，为什么？C（+V）= λ* f(+△f )5.人耳可听到的频率和响度范围：20Hz~20kHz , 0.00002Pa~200Pa （0dB~140dB) ,人耳听到的声音的响度不是与声压值，而是以声压的对数值成线性关系，参考附图.当声音相差10dB时，人耳感觉响度差一倍。

手机声腔设计1.目的手机声腔对于铃声音质的优劣影响很大。

同一个音源、同一个SPEAKER在不同声腔中播放效果的音色可能相差较大，有些比较悦耳，有些则比较单调。

合理的声腔设计可以使铃声更加悦耳。

为了提高声腔设计水平，详细说明了声腔各个参数对声音的影响程度以及它们的设计推荐值，同时还介绍了声腔测试流程。

手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、密闭性、防尘网五个方面2.后声腔对铃声的影响及推荐值后声腔主要影响铃声的低频部分，对高频部分影响则较小。

铃声的低频部分对音质影响很大，低频波峰越靠左，低音就越突出，主观上会觉得铃声比较悦耳。

一般情况下，随着后声腔容积不断增大，其频响曲线的低频波峰会不断向左移动，使低频特性能够得到改善。

但是两者之间关系是非线性的，当后声腔容积大于一定阈值时，它对低频的改善程度会急剧下降需要强调的是，SPEAKER单体品质对铃声低频性能的影响很大。

在一般情况下，装配在声腔中的SPEAKER，即便能在理想状况下改善声腔的设计，其低频性能也只能接近，而无法超过单体的低频性能。

一般情况下，后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。

但是如果后声腔中某一部分又扁、又细、又长，那么该部分可能会在某个频率段产生驻波，使音质急剧变差，因此，在声腔设计中，必须避免出现这种情况。

对于不同直径的SPEAKER，声腔设计要求不太一样，同一直径则差异不太大。

具体推荐值如下：φ13mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在800Hz～1200Hz之间。

当后声腔为0.5cm3时，其低频谐振点f0大约衰减600Hz～650Hz。

当后声腔为0.8cm3时，f0大约衰减400Hz～450Hz。

当后声腔为1cm3时，f0大约衰减300Hz～350Hz。

当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减250Hz～300Hz。

当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减100Hz～150Hz。

因此对于φ13mm SPEAKER，当它低频性能较好（如f0在800Hz左右）时，后声腔要求可适当放宽，但有效容积也应大于0.8cm3。

手机声腔设计和音频电路检测原理声音的基础知识一.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==m2一个标准大气压P0= x10-5Pa表达式：P=Po(ωt-kx+Ψ)通常所指的声压是指声压的均方根值，即有效声压。

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λCo=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2x10-5 pa基准声压为为2x10-5 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：ΔP=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：ΔP=-20lg(r1/ro)(dB)ro为参考距离距离增加一倍，声压级减小6 dB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。

第一节有关音频的基本知识一、什么是声音（sound）声音指的是物体受作用力震动而产生的声波通过一定的介质而传到人的听觉系统而产生的一种感觉。

1、作用力这里的作用力主要指那些具主动意义的动作，如敲击一件物体、或弹奏某件乐器等。

而物体振动主要指那些具被动意义的振动现象，如琴箱振动，声带振动等。

乐器声产生的作用力首先体现其演奏的激发方式上，这其中有吹奏、拉奏等各种不同的激发方式。

不同的激发方式之间的明显差异的，其各有自身的特征。

如拉奏方式的乐器，其特征为琴弓与琴弦相摩擦而产生的声音质感；又如吹奏方式的乐器，其发音时的气息声为明显的声音特征等。

其次，激振点也是作用力的一个重要因素。

激振点位置的改变对音色的明暗、音质的丰满或“干瘪”有直接的影响。

2、物体振动这里涉及发音（振动）体类型、材质结构、共鸣体大小以及振动体的弹性等多个因素。

1）发音体类型：箱（板）振动有弦乐器等、膜振动有竹笛等。

2）材质结构：木质的有木管乐器等、金属的有铜管乐器、锣等打击乐器。

3）振动体的弹性：有弹性、脆亮的，如童声等；松弛、迟缓的，如老年等。

二、什么是声波（wave）物体受作用力震动而产生的能量就叫声波，它分为单纯波和复合波：1、单纯波：即简谐振动，有正弦波、三角波、锯齿波、方波等。

正弦波三角波上锯齿下锯齿方波2、复合波（乐音）：复合音，由一个固定频率的基音和数个与基音频率成倍数增加的泛音构成。

3、噪声波：体现为噪声，在付利叶理论中，这种噪声波是由无数单纯波相互调制复合而成。

三、什么是音频（Audio）音频指的是以一定媒介承载的声音或声波。

它的纪录形式主要是模拟方式和数字方式。

（一）、模拟音频（Analog Audio）将声波以一种模拟的方式记录的音频就叫做模拟音频。

这种模拟手段主要是将声音从磁信号和电信号之间转换来实现的声音的记录。

如我们知道的磁带，就是记录的模拟信号。

磁带上磁粉的多少和磁头的质量就决定着声音的质量。

（二）、数字音频（Digital Audio）将声波以一种数字方式记录的音频就叫做数字音频。