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[讨论] 请大家谈一下关于手机喇叭、音腔的设计!我先贡献点找到的资料

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发表于 2007-8-1 13:39:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
手机声腔设计(转帖)
1.目的[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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[52RD.com]
    2.后声腔对铃声的影响及推荐值[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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[52RD.com]
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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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:[52RD.com]
φ13mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在800Hz~1200Hz之间。[52RD.com]
    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。当低频性能较差时(f0>1000Hz),其后声腔有效容积应大于1cm3。后声腔推荐值为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。[52RD.com]
    φ15mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在750~1000Hz之间。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    13×18mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在780~1000Hz之间。[52RD.com]
    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13X18mm 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。[52RD.com]
    φ16mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在750~1100Hz之间。[52RD.com]
    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0.9cm3时,f0大约衰减600Hz~700Hz。当后声腔为1.5cm3时,f0大约衰减400Hz~550Hz。当后声腔为2cm3时,f0大约衰减300Hz~350Hz。当后声腔为4cm3时,f0大约衰减150Hz~200Hz。因此对于φ16mm SPEAKER,后声腔有效容积应大于1.5cm3。后声腔推荐值为2cm3,当后声腔大于4cm3时,其容积变化对低频性能影响会比较小。[52RD.com]
    φ18mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在700~900Hz之间。[52RD.com]
    当后声腔为0.5cm3时,低频谐振点f0大约衰减700Hz~950Hz。当后声腔为0.9cm3时,f0大约衰减500Hz~700Hz。当后声腔为0.9cm3时,f0大约衰减500Hz~700Hz。当后声腔为1.5cm3时,f0大约衰减400Hz~550Hz。当后声腔为2.1cm3时,f0大约衰减250Hz~400Hz。当后声腔为4.3cm3时,f0大约衰减120Hz~160Hz。因此对于φ18mm SPEAKER,后声腔有效容积应大于2cm3。当后声腔大于4cm3时,其容积变化对低频性能影响会比较小。[52RD.com]
     注: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。[52RD.com]
    3.前声腔对声音的影响[52RD.com]
    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[52RD.com]
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。 [52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
4.出声孔对声音的影响及推荐值[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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[52RD.com]
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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
5.后声腔密闭性对声音的影响[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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5。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    综上所述,建议结构设计时,应尽可能保证后声腔的密闭,否则可能会严重影响音质。[52RD.com]
    6.防尘网对声音的影响[52RD.com]
    相比于其他几个因素,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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
    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。[52RD.com]
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    以上声腔设计的规律和各个推荐值都是通过大量实验总结出来,供设计人员在前期设计时参考。但是由于声音具有一定的特殊性,因此,建议设计人员在结构手板完成后,通过实际测试(声腔测试流程见下节),以对一些细节进行调整。

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 楼主| 发表于 2007-8-1 13:41:06 | 显示全部楼层
还想了解下,结构上怎么固定?z向靠泡棉压死吗?
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发表于 2007-8-3 22:57:39 | 显示全部楼层
音腔的密封是个关键,它会影响音质
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发表于 2014-4-1 11:31:50 | 显示全部楼层
楼主大大滴好人
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发表于 2015-1-7 14:11:22 | 显示全部楼层
学习了,
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发表于 2015-1-14 09:48:07 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2015-3-7 10:03:28 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2015-3-11 22:12:14 | 显示全部楼层
楼主是个好人呀。。。
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发表于 2015-3-19 15:15:42 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2015-3-26 16:21:16 | 显示全部楼层
配点图更精彩
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发表于 2015-5-23 10:58:42 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2015-6-4 15:52:56 | 显示全部楼层
不错赞一个。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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发表于 2015-10-30 08:42:37 | 显示全部楼层
建议楼主做成附件配有图示,我们支持下载。
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发表于 2016-1-9 16:55:55 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2016-2-23 15:51:10 | 显示全部楼层
楼主有没有对骨传导耳机方面的研究
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发表于 2016-2-24 19:04:17 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2016-3-5 19:37:10 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2016-10-26 10:22:57 | 显示全部楼层
你说的时圆形喇叭  那么方形或者腰型喇叭呢
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发表于 2017-4-10 09:55:21 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2017-5-17 11:34:15 | 显示全部楼层
nameclay 发表于 2007-8-3 22:57
音腔的密封是个关键,它会影响音质

确实,密封很关键!要找对胶水!
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