手机音腔及出音孔的设计计算
音腔设计规范
手机音腔设计规范1.目的手机音腔对于铃声和听筒音质的优劣影响很大。
同一个音源、同一个SPEAKER/REC 在不同音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。
合理的音腔设计可以使铃声和听筒更加悦耳。
为了提高音腔设计水平，详细说明了音腔各个参数对声音的影响程度以及它们的设计流程，同时还介绍了音腔测试流程。
手机的音腔设计主要包括前音腔、后音腔、出声孔、密闭性、防尘网五个方面，如下图：2.后音腔设计的影响及规范 后音腔主要影响铃声和听筒的低频部分，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，主观上会觉得铃声和听筒比较悦耳。
一般情况下，随着后音腔容积不断增大，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，当后音腔容积大于一定阈值时，它对低频的改善程度会急剧下降，如图2示。
图2横坐标是后音腔的容积（cm 3），纵坐标是SPEAKER/REC 单体的低频谐振点与从音腔中发出声音的低频谐振点之差，单位Hz 。
从上图可知，当后音腔容积小于一定的阈值后音腔前音腔防尘网出声孔图1音腔结构示意图图2 后音腔容积对低频性能影响时，其变化对低频性能影响很大。
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，装配在音腔中的SPEAKER，即便能在理想状况下改善音腔的设计，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，后音腔的形状变化对频响曲线影响不大。
但是如果后音腔中某一部分又扁、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，在音腔设计中，必须避免出现这种情况。
对于不同直径的SPEAKER，音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。
当后音腔为0.5cm3时，其低频谐振点f0大约衰减600Hz～650Hz。
手机音腔设计规范
电声部品选型及音腔结构设计1. 声音的主观评价声音的评价分为主观和客观两个方面，客观评价主要依赖于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数，主观则因人而异。
一般来说，高频是色彩，高中频是亮度，中低频是力度，低频是基础。
音质评价术语和其声学特性的关系如下表示：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。
2. 手机铃声的影响因素铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。
对手机而言，Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。
Speaker单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。
其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。
手机声腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范
手机音腔部品选型及音腔结构设计指导及规范1. 声音的主观评价声音的评价分为主观和客观两个方面，客观评价主要依赖于频响曲线﹑SPL值等声学物理参数，主观则因人而异。
一般来说，高频是色彩，高中频是亮度，中低频是力度，低频是基础。
音质评价术语和其声学特性的关系如下表示：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。
2. 手机铃声的影响因素铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。
对手机而言，Speaker、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。
Speaker单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。
其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。
手机声腔则可以在一定程度上调整Speaker的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
手机音腔及出音孔的设计计算
Test result by case thickness variation
X:2.6000kHz 110
Y:102.29dB
ZA:Live Curve TSR fund. Pa/V
A: Frequency Response, Magn dB re 20.00
2,745Hz 2,600Hz
100 dB 90
V:Front Volume
C f 2
a 344m / s 7.54 106 m 2 VL 2 (1.2 106 m3 )(0.00155m)
=3,486Hz
Optimal Sound Matching Solution through Helmholtz resonator theory
Optimal Sound Matching Solution
through Helmholtz resonator theory
Optimal Sound Matching Solution through Helmholtz resonator theory
Basic principle
1. Basic theory
B
5k
K
10k
Optimal Sound Matching Solution through Helmholtz resonator theory
80
70
60 100 Mode: TSR 200 500 1k 2k Hz
B
5k
K
10k
Optimal Sound Matching Solution through Helmholtz resonator theory
Front volume variation
手机音腔设计要点
手机音腔设计要点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。
手机音腔设计
关于手机音腔设计先说单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！选择音源1．尽量选用口径大的speaker。
2．对speaker的特性曲线要求低频时也能有高的音压，并且在曲线在1K~10K的区间要曲线平稳，当然能在1K以下做到很好水准就体现speaker研发生产实力了。
结构上的设计受到手机空间的限制，多设计都是用到二合一单边发声的，产品最终的音效都不是很好，扬声器与受话器的设计要领不一样，共用一个音腔确实会有一定问题，有这么些建议：1.Φ13mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm22.Φ15mm Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:3~5Cm3 洩漏孔高度:4~6mm23. Φ16~20m/m Speaker 前容积高度:0.3~1.0mm 出音孔高度: Φ1.0,4~8孔(3mm2~6mm2 ) 后容积高度:5~7Cm3 洩漏孔高度:5mm2对于单面发声的后音腔设计，我们一般把整个前端作为后音腔，通过LCD PCB上密封整个前端，较大的后音腔能够能够弥补前期不足！现在的流行趋势是分开，特别是双speaker强烈要求speaker与Receiver分开，这样才能到达要求的立体效果！对于双speaker最好使出声孔的位置避免在一个面上，现在市面上看到最多就是放在翻盖的头部两侧，或者放在转轴两侧（三星x619），这跟声音波形原理有关的，同在一个面上消减幅度很快，效果不会太好的！双speaker的设计关键是要体现立体效果，在设计上有以下要点：1.出声孔的位置，如上所述；2.两个speaker的后音腔要求分开，独立密封；3.两个speaker之间的切线（切线指的是两个水平放置，两个园之间的切线距离）最小距离要求在10mm以上；4.要求大些的后音腔；5.注意音源的选择，其实说道音腔，主要的一个原则就是，前音腔要密闭，后音腔要尽可能大，泻露孔尽可能距离speaker远一点。
手机音腔设计指南.
2.5±1
2.5±1 2.5±1 2.5±1 2.5±1 2.5±1 2.5±1 2.5±1 2.5±1
A、B
A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B
2.5~4.5
2.5~4.5 3~4.5 3~5 3.5~5.5 3.5~5.5 4~6 4~6 4.5~8
5%~15%
5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15%
出声孔分布设计实例2
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
出声孔位置图比较
出声孔面积为扬声器振动面积的20%
出声孔面积设计实例
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。
3/5以内
3/5以内 3/5以内 3/5以内 3/5以内 3/5以内 3/5以内 3/5以内 3/5以内
后腔结构5 后腔密闭性对声质的影响
后音腔是否有效的密闭对声音的低频部分影响很大。 当后音腔出现泄漏时，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,主要指手机内部所构成的音腔或者泄漏孔 对Speaker的性能或者声音产生的影响，如下图所示：声孔、前腔、内腔、泄 漏孔等等都会对音腔的整体音质表现产生影响。 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，如图所示
前腔设计形状3
前腔设计形状4
垂直前腔对中高频 段的峰谷没有指数 和倒锥形大
前腔设计形状对比曲线
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。
手机音腔设计指南.
出声孔分布设计实例2
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
出声孔位置图比较
出声孔面积为扬声器振动面积的20%
出声孔面积设计实例
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。
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。
声波干涉1
当喇叭振膜震动时， 振膜前后都会有声波产 生，当声波扩散时，前 后声波会相遇（如图示 ），由于前后声波相位 相反，故此时声波会互 相抵消，使扬声器的输 出声音变小，此为声波 的干涉。 避免声波干涉之方法 ， 在扬声器前面装置一 档板，如此即可阻挡前 后声波，使其不会因相 遇而抵消。
出声孔面积曲线对比
出声孔径要求
在出声孔不能小于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。
出声孔设计实例
注意孔径不 得小于1.0mm。 这样对发声 有利
此图会出声孔高音尖锐，高音破音。 这样的出声孔会中频 明干涉2
扬声器为何需要在振摸后端设计出音孔的结构， 致使前后端都有声音而造成声波干涉？设计一种声音 只会向前传送而不会往后扩散的扬声器，不就不会有 干涉现象吗？
手机机壳（相当于档板）形成的音响空间，或 SPEAKER附带小音箱设计，用来解决声音干涉问题。
音腔结构的作用及组成
音腔的作用： 音腔可以在一定程度上调整SPEAKER的输出频响曲线，通过音腔参数的调 整改变音乐声的高、低音效果对于音乐声音质的优劣影响很大。同一个音源、 同一个SPEAKER在不同音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。合理的音腔设计可以使音乐声更加悦耳。 为了提高音腔设计水平，下面着重介绍音腔各个参数对声音的影响程度以 及它们的设计推荐值。 音腔设计包括以下五个方面： 1.后音腔 2.前音腔 3.出声孔 4.密闭性 5.防尘网