手机音频声腔设计

null手机音频声腔设计手机音频声腔设计TYSYSPEAKERSPEAKER声音的基础知识声音的基础知识 SPEAKER单体结构 SPEAKER技术参数（简介） SPEAKER为什么需要音腔 音腔的种类 各种音腔的特点 音腔的简单分析 声音的基础知识声音的基础知识声压：由声波引起的压强变化称为声压，用符号P 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，单位为微巴（ubar）或帕（Pa）通常所指的声压是指声压的均方根值，即有效声压 声压级： Lp=20lg(P/Po) (dB) Po为基准声压 2x10-5 pa称为听阀，即为0dB ；当声压为20Pa时，称为痛阀，即为120dB 声压级与功率的关系： ΔP=10lg(w/wo) (dB) wo为参考功率，即功率增加一倍，声压级增加3 dB 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 dBnull 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。 人类听觉频率范围 20Hz---20KHz,人耳敏感区:3KHz---5KHzSPEAKERSPEAKERSPEAKER的分类 SPEAKER的结构 SPEAKER的主要技术参数SPEAKER分类SPEAKER分类根据用途分：低频扬声器，中频扬声器，高频扬声器和全频带扬声器。 根据将电能转换成机械振动形式不同分：电动式，压电式，静电式和电磁式等几种。 我们使用的都是电动式扬声器。SPEAKER单体结构SPEAKER单体结构nullSPEAKER的主要技术参数SPEAKER的主要技术参数SPEAKER的阻抗特性 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的SPEAKER阻抗在谐振点为：8欧姆左右可以有7%的浮动 nullSPEAKER 的频响曲线 SPEAKER的 失真曲线SPEAKER为什么需要音腔SPEAKER为什么需要音腔消除干涉和声短路的问题 抑制SPEAKER的声共振 拓展单只SPEAKER的频宽，减小失真null消除干涉和声短路的问题 SPEAKER 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 产生的声波是由振膜的正面后背面同时辐射出去的，并向周围空间传播。当声波的频率较低时，声波在传播过程中具有很强的绕射能力，振膜背面的声波能沿着振膜绕射到振膜的正面。同样振膜正面的声波也能绕射到振膜的背面，由于振膜的正面和背面辐射的声波在相位上正好相差180度，当振膜背面的声波与振膜前面的声波在空间的某一位置相遇时，如相位正好相反，则此空间位置处合成的声压将明显减小；若前后的声波相位相同，则声波就会叠加，使得合成声压增大。上面的现象为声干涉。严重的干涉就会早成部分位置是无声的即声音出现短路。 null抑制SPEAKER的声共振 SPEAKER单元的阻抗特性曲线上我们可以看到， SPEAKER单元的阻抗在谐振频率处呈最大值。在输出同样的电功率的情况下， SPEAKER谐振频率处时振膜的振幅最大，这时SPEAKER的失真将明显增大。一个音腔单元的低频重放下限都是从谐振频率处开始，因此要减小SPEAKER在谐振频率处的失真就必须设法抑制SPEAKER单元的谐振频率的阻抗峰，减小振膜的振幅。利用音腔的声阻抗能有效的抑制SPEAKER在谐振频率处的阻抗峰，达到减小整个音腔失真的目的。 null拓展单只SPEAKER的频宽，减小失真 此作用多用在大型的音响中。SPEAKER音腔分类SPEAKER音腔分类敞开式音腔 密闭式音腔 倒相式音腔 null敞开式音腔 缺点：不能很好的消除声短路问题。 腔体犹如一个共鸣腔，当箱体深度大约为SPEAKER辐射的声波波长的1/4时，整个腔体就回出现共振。 箱体边框和侧板之间会因声波的多次反射形成驻波。 优点：设计简单null密闭式音腔 优点：放音时失真度小，顺态响应好，对SPEAKER单元 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 较低阻尼大等。 缺点：振膜背面的辐射完全背隔绝使得振膜后面的声波无法被利用。所以整个音腔的效率比较低。另外由于箱体内外空气隔绝，会使音腔工作时箱体内空气的力顺会使SPEAKER单元的振动系统原来的力顺降低，从而使SPEAKER的谐振频率升高。null倒相式音腔 封闭音腔吸收了SPEAKER背面辐射的声波，使得SPEAKER背面的声能不能有效的利用。从而导致效率较低。 如果我们把SPEAKER后面辐射的声波反相180度，使它与SPEAKER正面的声波同相并将这部分声波从音腔中辐射出去，我们就可以提高音腔的使用效率。倒相式音腔就是根据这个思路设计的。 SPEAKER音腔设计说明SPEAKER音腔设计说明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，如下图： 前腔前声腔对声音的影响 前腔前声腔对声音的影响 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，图2横坐标是后声腔的容积（cm3），纵坐标是SPEAKER单体的低频谐振点与从声腔中发出声音的低频谐振点之差，单位Hz。从上图可知，当后声腔容积小于一定的阈值时，其变化对低频性能影响很大。null需要强调的是，SPEAKER单体质量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。nullφ15mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在750～1000Hz之间。 当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减600Hz～750Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减200Hz～250Hz。因此对于φ15mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。 13×18mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在780～1000Hz之间。 后声腔设计时，必须保证后出声孔出气畅通，即后出声孔距离最近的挡板距离应大于后出声孔径的0.8倍。 前声腔对声音的影响 前声腔对声音的影响 前声腔对低频段影响不大，主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积的增大，高频波峰会往不断左移动，高频谐振点会越来越低。高频谐振点变化的对数值与前声腔容积的增量几乎成线性关系，如图 (横坐标为前声腔容积，单位cm3。纵坐标为高频谐振点变化的对数值 )null由于手机MIDI音乐的频带一般为300Hz～8000Hz，即在该频段内的频响曲线才是有效值，因此我们一般希望频响曲线的高频谐振点在6000Hz～8000Hz之间。因为如果高频波峰太高（高频谐振点大于10000Hz），那么在中频段可能会出现较深的波谷，导致声音偏小。如果高频波峰太低（高频谐振点小于6000Hz），那么声腔的有效频带可能会比较窄，导致音色比较单调，音质较差。所以前声腔太大或太小对声音都会产生不利的影响。同时，由于出声孔面积对高频也有较大的影响，因此设计前声腔时，需考虑出声孔的面积，一般情况下，前声腔越大，则出声孔面积也应该越大。 当前声腔过小时，还会造成一个问题，即出声孔的位置对高频的影响程度急剧增加，可能会给外观设计造成一定的困难。 综上所述，结合手机设计的实际情况，前声腔设计时，一般希望前声腔的垫片压缩后的厚度在0.3~1mm之间。由于它与出声孔面积有一定的相关性，因此具体推荐值在下一节给出。出声孔对声音的影响及推荐值 出声孔对声音的影响及推荐值 出声孔的面积（即在SPEAKER正面上总的投影有效面积）对声音影响很大，而且开孔的位置、分布是否均匀对声音也有一定的影响，其程度与前声腔容积有很大关系。一般情况下，前声腔越大，开孔的位置、分布对声音的影响程度就越小。 出声孔的面积对频响曲线的各个频段都有影响，在不同条件下，对不同频段的影响程度各不相同。当出声孔面积小于一定的阈值时，整个频响曲线的SPL值会急剧下降，即铃声的声强损失很大，这在手机设计中是必须禁止的。当出声孔面积大于一定阈值时，随着面积增大，高频波峰、低频波峰都会向右移动，但高频变化的程度远比低频大，低频变化很小，即出声孔面积的变化主要影响频响曲线的高频性能，对低频性能影响不大。出声孔面积与高频谐振点的变化呈非线性关系，且与前声腔大小有一定的联系，如图 null上表中最小值表示当出声孔面积小于该值时，整个频响曲线会受到较大影响，音量会极大衰减。有效范围表示出声孔面积在此范围之内，一般能满足基本要求。需要强调是：如果出声孔在前声腔投影范围内，分布比较均匀，且过中心，那么可以取较小值，否则应取偏大一些的值。建议在一般情况下，不要取有效范围的极限值。 在实际设计中，如果高频声音出现问题，可以通过实际测量结果，修正出声孔面积进行改善。注意：出声孔面积减小并不意味着声强降低，相反在很多情况下，反而可以提高声强。后声腔密闭性对声音的影响 后声腔密闭性对声音的影响 后声腔是否有效的密闭对声音的低频部分影响很大，当后声腔出现泄漏时，低频会出现衰减，对音质造成损害，它的影响程度与泄漏面积、位置都有一定的关系。 一般情况下，泄漏面积越大，低频衰减越厉害。泄漏面积与低频谐振点的衰减成近似线性的关系，如图 null在同等泄漏面积情况下，后声腔越小，低频衰减越厉害，即泄漏造成的危害越大，如图 防尘网对声音的影响 防尘网对声音的影响 相比于其它几个因素，防尘网对声音的影响程度较小，它主要是影响频响曲线的低频峰值和高频峰值，其中对低频峰值影响较大。 防尘网对声音的影响程度主要取决于防尘网的声阻值和低频、高频峰值的大小。一般情况下，峰值越大，受到防尘网衰减的程度也越大。 防尘网主要有两个作用，防止灰尘和削弱低频峰值，以保护SPEAKER。目前，我们常用的防尘网一般在250＃～350＃之间，它们的声阻值都比较小，基本上在10Ω以下，对声音的影响很小，所以一般采用SPEAKER厂家提供的防尘网差异不会非常大。因此从防尘和声阻两个方面综合考虑，建议采用300＃左右的防尘网。 我们以往采用的不织布防尘网存在一个问题，由于不织布的不同区域密度不一样，因此不同区域声阻也不一样，可能会造成同一批防尘网的声阻一致性较差。但不织布的成本比防尘网低很多，因此建议设计中综合考虑性能和成本，在高档机型中，尽可能不要采用不织布作为防尘网。出音孔和音腔尺寸对性能的影响出音孔和音腔尺寸对性能的影响null THE END 谢谢