手机音腔设计与扬声器之配合探讨

手机音腔设计与扬手机音腔设计与扬手机音腔设计与扬手机音腔设计与扬声器之配合探讨声器之配合探讨声器之配合探讨声器之配合探讨技术部：李东科2011年09月22日从图看出从图看出从图看出从图看出，，，，MP3MP3MP3MP3音乐和人耳听觉区域为音乐和人耳听觉区域为音乐和人耳听觉区域为音乐和人耳听觉区域为20202020----20KHZ20KHZ20KHZ20KHZ，，，，手机喇叭并不是所有音乐都能播放手机喇叭并不是所有音乐都能播放手机喇叭并不是所有音乐都能播放手机喇叭并不是所有音乐都能播放只能播放只能播放只能播放只能播放500HZ500HZ500HZ500HZ以上音乐信号以上音乐信号以上音乐信号以上音乐信号，，，，但是高频灵敏度相对其它频段要高但是高频灵敏度相对其它频段要高但是高频灵敏度相对其它频段要高但是高频灵敏度相对其它频段要高，，，，并且没有低频并且没有低频并且没有低频并且没有低频，，，，因此过多的高频段相对于手机音乐只是一种燥声因此过多的高频段相对于手机音乐只是一种燥声因此过多的高频段相对于手机音乐只是一种燥声因此过多的高频段相对于手机音乐只是一种燥声。。。。声音曲线声音曲线声音曲线声音曲线1、防止声音短路，充分发挥扬声器性能。2、对声音进行修正，防止噪音。3、正确的音腔设计可提高扬声器利用率。4、让声音真实的还原。5、后腔是对手机低频进行修正6、前腔对中高频进行修正。7、出声孔面积能对中高频进行修正。音腔设计作用音腔设计作用音腔设计作用音腔设计作用1、后腔设计要求：后腔要求无限大，密封（手机扬声器振幅较小，空气压缩容积小）。2、前腔设计要求：前腔要尽量小（扬声器曲线在理想的情况下），但由于扬声器参数的缺陷，前腔要为声音形成一个高频共振，使声音干净，前腔高度应在1.5mm-3.5mm之间。3、前腔出声孔要求：出声孔面积要尽量的大（扬声器曲线在理想的情况下），但由于手机扬声器低频下限高，没有低频，过多的高频形成了燥音，因此出声孔最好控制在扬声器振动面积（泡棉内面积）5%-15%之间。4、电池槽，卡槽孔要远离手机扬声器。5、前后腔要完全隔开，后腔要密封好。音腔设计的要点音腔设计的要点音腔设计的要点音腔设计的要点（（（（无泄漏后腔设计无泄漏后腔设计无泄漏后腔设计无泄漏后腔设计））））•出声孔作用：•1、出声。•2、出声孔面积影响高频截止频率、中低频的灵敏度。•3、出声孔面积一般在扬声器振动面积的5%-15%之间，过大可导致高频燥音过多，过小可能导致声音变小。出出出出声声声声孔孔孔孔设设设设计计计计•出声孔：1、尽量不要开在正中，这样高频较多，声音做不大，并且伴随高频燥声。2、开孔面积也不能太大，因为扬声器本身的原因和后腔因素，高音会显得比较尖锐，听起来声音刺耳。•出声孔过渡要平滑，这样声音不会刺耳。•出声孔圆孔径、方形孔孔距不得小于1mm，太小不利于发声，并且声音小还细，没有厚度。出声孔设计注意点出声孔设计注意点出声孔设计注意点出声孔设计注意点扬声器频段分布:振膜边是低频,振膜中是高频扬声器振膜面频段分布扬声器振膜面频段分布扬声器振膜面频段分布扬声器振膜面频段分布出声孔：出声孔开在扬声器振动膜的边上，可以提高中频音量，减小高频燥声，扬声器振膜3/4处为低频发声点（从中往边）。出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例1单个扬声器：出声孔开在扬声器正中，谷峰较小,声音显得不够大（相对出声孔开在旁边），扬声器振膜正中发出的为高频。出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例2出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔分布设计实例出声孔面积为扬声器振动面积的出声孔面积为扬声器振动面积的出声孔面积为扬声器振动面积的出声孔面积为扬声器振动面积的20%出声孔位置图比较出声孔位置图比较出声孔位置图比较出声孔位置图比较出声孔：不能分布在整个面上，会使出声孔面积过大，高音显得比较尖，燥。出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔孔径在0.8mm-1.5mm之内，出声孔面积只有占到扬声器振动面积10%左右的时候，声音音量、音质都能做好。出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔面积设计实例出声孔面积曲线对比出声孔面积曲线对比出声孔面积曲线对比出声孔面积曲线对比出声孔不能小于0.5mm，太小对出声不利，声音浑浊尖燥，出声孔过多会使声音不耐听，尖锐，让人感觉是燥音。出声孔径要求出声孔径要求出声孔径要求出声孔径要求此图会出声孔高音尖锐，高音破音。这样的出声孔会中频明亮高音不容易破。注意孔径不得小于1.0mm。这样对发声有利出声孔设计实例出声孔设计实例出声孔设计实例出声孔设计实例出声孔最好能做成和声波相同的形状，这样峰谷会少一点。好好好好较好较好较好较好一般一般一般一般差差差差极差极差极差极差出声孔形状设计实例出声孔形状设计实例出声孔形状设计实例出声孔形状设计实例•作用：•1、前腔是让声音产生一个高频段的截止频率，并产生一个高频峰（相对的)。•2、修正高频燥声。•3、好的前腔可提高中频、减小高频燥声、降低高频段延伸、提高声音转换效率。前腔设计前腔设计前腔设计前腔设计•1、前腔壁的形状和高度设计要能提高声音转换效率。•2、前腔一定要与后腔分开，做好密封措施。•3、前腔壁越高，高频截止频率越低(与出声孔面积和位置配合)，中频转换效率越高，高频成份越小。前腔设计注意点前腔设计注意点前腔设计注意点前腔设计注意点这种锥形结构对声音反射有影响，因为声音反射回来，不能提高声音的利用率。前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状1•倒锥形和指数性结构的前腔壁都可以提高扬声器的利用率，起到提高中频音量作用。前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状2垂直前腔对中高频段的峰谷没有指数和倒锥形大前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状前腔设计形状3可以看出，指数性和锥形都能提高扬声器中频段的效率，提高中频段音量。使高频段了谐振频率降低。前腔设计形状对比曲线前腔设计形状对比曲线前腔设计形状对比曲线前腔设计形状对比曲线优点：1、可以过滤掉高频燥音。2、如果声音破音，通过侧出音可减小破音。侧出孔的面积要达到扬声器振动面积的15%-25%。孔宽要达到：0.8mm-1.5mm。侧出音设计侧出音设计侧出音设计侧出音设计•作用：•1、防止扬声器中低频的声短路。•2、使低频声音有力度，让人感觉声音圆润。后腔的设计很重要，它直接影响了一个手机音质的好环和大小。后腔要求：大、并且密封性好。（无泄露后腔）后腔设计后腔设计后腔设计后腔设计•单独的密封后腔，现品牌机常采用的形式。•优点：后腔完全密封，并且容积足够大，低频效果好。•缺点：成本高后腔结构后腔结构后腔结构后腔结构1•优点：成本较低，可操作性强，密封性一般。但是可以通过多次后腔声耦合，加长了声音传播路径，加大了后腔。后腔结构后腔结构后腔结构后腔结构2实际后腔结构2后腔减小了机壳处声音泄露、延长声音传播路径。扩大了后腔容积。后腔结构后腔结构后腔结构后腔结构2•整个机壳里面都是后腔。•优点：后腔容积大、可操作性强、成本低。•缺点：密封性差。后腔结构后腔结构后腔结构后腔结构3•后腔容积太小，没有低频，这样的音质较差，声音显得燥、吵，干。后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计1•声泄孔离出声孔太近，造成声音短路，使音量变小，音质变差。•机壳尽量要密封，最好不能有声泄露孔。后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计2•声音会显得较小，低频效果差。后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计3•机壳不能密封，使声音小，音质差。后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计后腔不良设计4泄露后腔设计结构图优点：可以提高低频段灵敏度，低频段有加强。缺点：计算、设计复杂。手机泄露后腔实例设计手机泄露后腔实例设计手机泄露后腔实例设计手机泄露后腔实例设计灰色的是泄露性后音腔曲线灰色的是泄露性后音腔曲线灰色的是泄露性后音腔曲线灰色的是泄露性后音腔曲线、、、、红色是密封性后音腔红色是密封性后音腔红色是密封性后音腔红色是密封性后音腔的曲线可以看出泄露性后音腔的曲线可以看出泄露性后音腔的曲线可以看出泄露性后音腔的曲线可以看出泄露性后音腔3K3K3K3K以下比密封性后音以下比密封性后音以下比密封性后音以下比密封性后音腔要高腔要高腔要高腔要高3dB3dB3dB3dB密封性后腔和泄露性后腔对比曲线密封性后腔和泄露性后腔对比曲线密封性后腔和泄露性后腔对比曲线密封性后腔和泄露性后腔对比曲线八字型、指数型整个扬声器旁边、正面5%-15%3ml以上1.5ml-3.5ml音量大指数型、垂直型八字型正面或侧出音10%-30%3ml以上0.8ml音质好前腔形状出声孔相对扬声器位置出声孔后腔容积前腔容积类别声音与音腔设计关系声音与音腔设计关系声音与音腔设计关系声音与音腔设计关系为了使用传播过程中，声损耗最小，前腔出声孔里面尽使用圆角。如图其它设计注意事项其它设计注意事项其它设计注意事项其它设计注意事项•当两个或多个喇叭设计时，如果是同规格的扬声器前腔高度要有一个1mm的差别。如果是两个不同规格的扬声器，一般大规格的扬声器前腔高度设计时尽量要高一点（做中低音用），小规格扬声器的前腔高度尽量要小一点（做全频）。•前腔形状可以采用不同类型的设计。•后腔如果是在一个机壳内，一定要隔开；也可以采用两个独立的后腔或其中一个采用独立后腔。防止声音相互干扰。•出声孔面积和位置最好不要相同，相同可能会造成声音太尖、太刺。如果是两个相同规格的喇叭，出声面积最好一个控制在10%以内，另一个控制在15%左右，位置可以适当区别。当有两个规格不同扬声器时，大规格的扬声器出声孔面积要控制在10%以内，小规格的扬声器要在10%~15%之间，这样音质会好一点。单个扬声器出声孔面积在10%左右时，声音显得较平衡。多个扬声器与音腔设计注意点多个扬声器与音腔设计注意点多个扬声器与音腔设计注意点多个扬声器与音腔设计注意点同规格扬声器：出声孔采用互补设计，可以使音质做得更好。同规格扬声器出声孔设计同规格扬声器出声孔设计同规格扬声器出声孔设计同规格扬声器出声孔设计由于开孔面积采用了互补设计由于开孔面积采用了互补设计由于开孔面积采用了互补设计由于开孔面积采用了互补设计，，，，使声音平衡使声音平衡使声音平衡使声音平衡出声孔的互补设计出声孔的互补设计出声孔的互补设计出声孔的互补设计开孔面积为开孔面积为开孔面积为开孔面积为15%曲线曲线曲线曲线，，，，声音尖锐声音尖锐声音尖锐声音尖锐，，，，高音听起来有一点燥高音听起来有一点燥高音听起来有一点燥高音听起来有一点燥出声孔的没有互补设计出声孔的没有互补设计出声孔的没有互补设计出声孔的没有互补设计•当大扬声器出声孔开在边上时，中音特别突出，高频成份少。•小扬声器开孔面积大，这样高频好，整个高中低平衡。•这样配合设计，可以让音质做得更好。不同规格扬声器出声孔设计不同规格扬声器出声孔设计不同规格扬声器出声孔设计不同规格扬声器出声孔设计•后腔：尽量大并且密封（无泄露后腔）。•前腔：根据扬声器的尺寸，前腔的形状和高度让声音在中频段能产生峰，来提高音量，减小高频燥声。•出声孔：位置在扬声器振动面的3/4处（从正中住侧边）对低频有利，并且可减少高频燥声；孔径在1.0mm左右，有利于发声；开孔面积在10%左右是可减小尖锐的高频声音和高频破音。•由于每个扬声器的声音特性的唯一性，同规格不同厂家放在同一个腔体内声音都不一定合适。不同厂家的扬声器的腔体设计也不同。结语ＡＡＢＡＤ后腔容积ＢＣＣＣＣ前腔形状ＡＡＡＡＤ后腔密性ＡＢＡＢＢ前腔高度ＢＣＣＣＣ出声孔位置ＡＢＢＡＡ出声孔面积音质低频下限低频破音音量高频破音高频延伸Ａ：Ａ：Ａ：Ａ：影响最大影响最大影响最大影响最大Ｄ：Ｄ：Ｄ：Ｄ：影响最小影响最小影响最小影响最小音腔对声音的影响音腔对声音的影响音腔对声音的影响音腔对声音的影响