手机音腔结构设计

1、声音的产生-空气振动，产生声波，倚赖介质传播声波的传播规律 入射，反射，衍射，绕射声速与波长、频率的关系C=f 常温下C=340m/s 为常数。人可以听到的音频信号频率范围是20Hz20KHz，上下各属于超声波和次声波 声压单位 用相对声压级分贝 dB 参考声压210 N/为0 dB 人能感觉到的最大的声压是120 dB声音三要素 响度-振幅；音调-频率；音色-相位 X=Asin（2ft+）听觉的主要基本特性 等响度曲线掩蔽效应多普勒效应点 声 源辐射反射物体 面积 小于 波长物体 面积 大于 波长1 2孔径 小于 波长孔径 大于 波长折射衍射前声波后声波 电声器件是电声换能器件的简称，它是一

2、种将电信号转换成声信号或将声信号转换成电信号的换能器件,这类器件在我们日常生活中经常可以见到。手机中的受话器、扬声器，MP3，收音机等。 应用扬声器的领域很多。在通信、广播、教育、日常生活等方面都有广泛的应用。本文重点对通信（笔记本电脑、手机）方面的微型电动式（动圈式）扬声器，从扬声器的技术指标、结构、工作原理和选材及工艺等方面进行探讨。扬声器是“能将电信号转换成声信号，并辐射到空气中去的换能器”。 受话器是“语言通信中将电信号转换成声信号且紧贴于人耳的器件” 根据电磁学理论（法拉第定律），当载流体通过磁场时，会受到一电动力，其方向符合弗来明左手法则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流

3、、导线长度、磁通密度成正比。 音圈导线在磁场中所受到的作用力F的大小，与工作间隙的磁场强度B、音圈导线长度L、及输入的音频电信号I的大小有关，即FBIL。 所以动圈式扬声器的灵敏度除了与输入的音频信号大小有关外，还取决于其磁路系统的磁性能及振动系统的音圈导线长度，其实与腔体和孔也有很大的关系。speaker 的基本架构磁 碗磁 钢极 片音 圈通气 孔阻尼 纸盆 架前 盖音 膜PCBN极S极基本装配工艺流程基本装配工艺流程 扬声器之功率扬声器之功率*Rted/Max Power根据IEC268-5（1989）、GB/T9396-1996中的规定，可分为额定功率、最大功率。额定功率额定功率(Rat

4、ed Power)Speaker 可允许长时间正常工作之功率，在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的相应电功率功率高表示Speaker可承受较高声音输出。最大功率最大功率(Max Power)Speaker在短时间内不会被破坏之功率，指能承受持续时间为1秒、间隔为60秒、重复60次的模拟节目信号，而不产生永久性损坏的功率。（但声音的表现无法保证正常）*超功率使用易使扬声器烧坏超功率使用易使扬声器烧坏*输出信号严重失真也易使扬声器烧坏。输出信号严重失真也易使扬声器烧坏。手机腔体、孔与扬声器的关系手机腔体、孔与扬声器的关系扬 声 器出 音 孔前 腔泡 棉手 机 机

5、壳P C B泄 漏 孔内 部 腔 体前 腔 : 主 要 是 避 免 前 后 腔 声 波 干 涉 , 由 机 壳 台 阶 和胶 垫 组 合 形 成 , 设 计 时 要 充 分 考 虑 好 空 间 大 小 , 对输 出 音 压 的 大 小 有 影 响 。 一 般 高 度 在 0 . 4- 1 mm 之间 。内 腔 ： 主 要 时 避 免 前 后 腔 声 波 干 涉 ， 好 的 设 计 会让 音 质 有 共 鸣 感 、 立 体 感 。出 音 孔 ： 声 音 由 此 发 出 ， 孔 的 大 小 会 对 频 响 有 影响 。泄 漏 孔 ： 由 于 在 手 机 设 计 中 无 法 避 免 ， 如 S IM

6、 卡 、合 盖 处 ， 耳 机 等 ， 为 避 免 声 波 干 涉 ， 应 尽 量 远 离扬 声 器 为 佳 。音腔对手机音频性能及实际声音的影响：音腔对手机音频性能及实际声音的影响：前腔大小主要影响音频高频截止点，容积大截止频率低，反之高频空旷声音单调，无共鸣感；出声孔大小影响音频截止点高低，会有声音明亮、丰满与声音单调、尖锐区别；内容积大小影响频率响应曲线在F0处较高低，频率响应曲线在F0处低落则声音较无力，共鸣感不足，低频量感不足，有声音听不出的感觉；泄漏孔靠近扬声器的远近影响感度之高低，越近低频曲线降低，则会影响声音的低音感不足。音腔设计常见问题一：音腔设计常见问题一：问 题 点：声泄

7、漏造成声波干涉，致使声音小及音质不佳原因状况： 1、机壳不密封。 2、机壳装饰片与机壳不密封。 3、SIM卡、电池卡等泄漏孔太接近扬声器声泄漏出声方向出声方向声泄漏声泄漏装 饰 片出声方向声泄漏音腔设计常见问题二：音腔设计常见问题二：问问 题题 点：手机内容积变小，造成音小及音质不佳点：手机内容积变小，造成音小及音质不佳原因状况：原因状况： 1、手机内容积设计太小。、手机内容积设计太小。 2、手机中扬声器定位壁过高，与、手机中扬声器定位壁过高，与PCB密贴。密贴。出声方向出声方向音腔设计常见问题三音腔设计常见问题三： 问 题 点： 振膜无法自由振动，造成声音小及音质不佳 原因状况： 扬声器阻尼

8、纸部位被手机内部器件压住。出 声 方 向音腔设计常见问题四：音腔设计常见问题四： 问 题 点 ：声波反射严重，造成声音小原因状况： 1、翻盖机用单面发声受话器，出声间隙设计太小。 2、侧边出声，音隙设计太小。 总总 结（一）结（一）扬声器的额定功率需扬声器的额定功率需手机之输出最大功率手机之输出最大功率 总结（二）总结（二）音腔的设计会影响音乐的最终听觉感受，只考虑结构的设计绝对无法设计出最佳效果的声音产品，应考虑整体腔体的设计原则，常用方法如下：将扬声器装入手机机壳内，把手机零部件全部装入，测试整体效果。 总结（三）总结（三）手机常发生的问题之一是音量不够大，主要原因有： 1 、 音腔设计不

9、正确。 2 、手机内容积不够。 3 、所选取的扬声器灵敏度不够高。 4 、因空间限制，设计者选用小尺寸薄型扬声器。总总 结（四）结（四）手机常发生的另一问题是破音，主要原因有： 1、手机音频输出功率超出扬声器的额定功率。 2 、手机音频输出频率已超出扬声器的有效频 率范围。 3 、选用的扬声器低频部份承受功率较差。总总 结（五）结（五）由于各扬声器生产商测试方式不一，各规格书上所标参数存在着差距，甚至有厂家故意将规格书上的参数标的很漂亮来吸用户。只有在相同条件下，测得的数据才能反应出器件的优良，判断出器件的实际效果。现代扬声器的奢求现代扬声器的奢求整机厂与单元厂的两难处境整机厂与单元厂的两难处境一个事实放声终端是最薄弱的环节 小体积 Small dimensions 轻重量 Low weight 低成本 Low cost 低失真大输出 High o