手机声腔设计和音频电路检测原理声音的基础知识
手机音腔结构设计

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。
点声源
物体面积小于波长
物体面积大于波长
辐射
反射
θ
θ1
孔径小于波长 θ2
孔径大于波长
折射
衍射
后声波
前声波
电声器件是电声换能器件的简称,它是一种将电信号转 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”
声 波 当扬声器振膜振动时,振膜前后都会有声波产 生,当声波扩散时,前后声波会相遇,由于前 后的波长相同,相位相反,故此时声波会互相 抵消,而使输出声音变小。避免声波干涉的办 法为在扬声器的前方装一档板,如此就可阻止 前后声波相干涉。 声波的性质:声辐射(点声源) 反射(构成对声音的感受) 折射(需要介质) 衍射(也称绕射,穿过介质空间,与孔、波长 相关联)
*重点讨论
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。
手机声音是怎么形成的原理

手机声音是怎么形成的原理手机的声音是由声波产生的,其实质是空气中的震动。
手机的声音形成的原理主要涉及到以下几个方面:声波产生、声音的放大和输出。
首先,声波产生是手机声音形成的基础。
当我们在手机上播放音乐或打电话时,手机内部的扬声器会产生声波。
声波是一种机械波,是由物体的振动引起的空气分子的连续传递,通过空气介质传播到人耳。
手机的内部结构中,有一个震动电机或扬声器单元,当手机接收到声音信号时,震动电机会受到驱动器的控制,产生震动,进而激发空气分子,形成声波。
其次,声音的放大是手机声音形成的重要环节。
手机内部有一个放大器,主要作用就是将微弱的声音信号放大,使其达到可听到的水平。
放大器会接收到声音信号,通过电子元件的调节和放大,将声音信号的强度提高,然后再将其发送给扬声器单元。
放大器一般是由一个集成电路组成,其中包括放大电路、调节电路、反馈电路等。
通过这些电路的协同作用,我们才能够在手机上听到清晰的声音。
最后,声音的输出是手机声音形成的最终过程。
手机的声音输出主要通过扬声器单元完成。
当放大器将声音信号放大后,将其输出到扬声器单元,扬声器单元会受到驱动器的控制,进行振动,激发周围空气分子,产生声波。
扬声器单元通常由声弹性振膜、电磁线圈和磁永磁石组成。
电磁线圈受到放大器中产生的电流驱动,进而产生磁场,与磁永磁石相互作用,使声弹性振膜产生振动,从而激发空气分子形成声波。
声波传播到人耳,经过人耳的感知,我们才能听到手机的声音。
值得注意的是,手机的声音形成还和手机的音频处理有关。
手机中的音频处理器可以通过对声音信号的数字处理,实现音质的改进和优化。
音频处理器通常会对音频信号进行音量调节、均衡处理、空间效果增强等。
通过这些处理,可以使得手机的声音更加清晰,高保真度,同时也可以增加用户的听觉体验。
总结起来,手机声音的形成是一个复杂的过程,涉及到声波产生、声音的放大和输出。
声波产生是基于手机内部的震动电机或扬声器单元,通过震动空气分子形成声波。
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ppt课件

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。
资 金 是 运 动 的价值 ,资金 的价值 是随时 间变化 而变化 的,是 时间的 函数, 随时间 的推移 而增值 ,其增 值的这 部分资 金就是 原有资 金的时 间价值
出声孔形状设计实例1
• 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。
资 金 是 运 动 的价值 ,资金 的价值 是随时 间变化 而变化 的,是 时间的 函数, 随时间 的推移 而增值 ,其增 值的这 部分资 金就是 原有资 金的时 间价值
出声孔设计注意点
• 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。
资 金 是 运 动 的价值 ,资金 的价值 是随时 间变化 而变化 的,是 时间的 函数, 随时间 的推移 而增值 ,其增 值的这 部分资 金就是 原有资 金的时 间价值
出声孔分布设计实例
资 金 是 运 动 的价值 ,资金 的价值 是随时 间变化 而变化 的,是 时间的 函数, 随时间 的推移 而增值 ,其增 值的这 部分资 金就是 原有资 金的时 间价值
资 金 是 运 动 的价值 ,资金 的价值 是随时 间变化 而变化 的,是 时间的 函数, 随时间 的推移 而增值 ,其增 值的这 部分资 金就是 原有资 金的时 间价值
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。
• 作用:
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
手机音腔结构设计
反射(构成对声音的感受) 折射(需要介质)
衍射(也称绕射,穿过介质空间,与孔、波长 相关联)
点声源
辐射
θ
θ1
θ2
折射
物体面积小于波长
物体面积大于波长
反射
孔径小于波长
孔径大于波长
衍射
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 机壳内,把 零部件全部装入,测试整体效果。 声波
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”
能 俗称喇叭。
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。
扬声器是一个大家族,种类较多,用途 较广。按换能方式分有:
响度-----振幅;音调-----频率;音色-----相位 X=Asin (2∏ft+θ) 听觉的主要基本特性 等响度曲线掩蔽效应多普勒效应
声波
当扬声器振膜振动时,振膜前后都会有声波产 生,当声波扩散时,前后声波会相遇,由于前 后的波长相同,相位相反,故此时声波会互相 抵消,而使输出声音变小。避免声波干涉的办 法为在扬声器的前方装一档板,如此就可阻止 前后声波相干涉。
◆10、取膜
◆11、胶线头
◆ 制造 ▲ 检验 ■ 贮存
◆22、封槽口胶 ◆23、封黄胶 ▲24、测纯音 ▲25、复测性能 ◆26、贴前胶垫 ◆27、贴后胶垫 ◆28、装盒 ▲29、出厂检验 ◆30、包装入库
移动
扬声器之功率
11手机音频电路分析及检修
第11单元 手机音频电路分析及检修
1
手机整机结构
DIG_AUDIO
2
11.1音频电路的功能及电路分析 1、音频放大; 2、A/D,D/A转换; 3、响铃或振机;
3
N70音频电路Leabharlann 框图4N70手机的音频电路
5
11.2音频电路的检修
11.2.1 送话器(唛头)的检测(驻极体话筒的检测)
将万用表调到Rx1K档,用两个表笔点触 话筒的两个引脚(连接外壳的是负极),对着 话筒吹气,电阻有明显变化,就表明话筒是好 的。
6
唛头与音频的连接
简化等效
7
听筒和振铃、振动器的检测方法
听筒的检测方法是用万 用表的RX1档,点触听筒的 两个引脚,一般就可以听到 咔嚓咔嚓的声音。若用数字 万用表,只要测量到几十欧 姆的电阻,就基本可以判断 听筒是好的。
振铃的检测方法与听筒的检测方法是一样的,一般 来说振铃要大一些,声音要响一些。
振动器也可以这样检测,能振动就表明是好的。
8
11.2.2 音频输入、输出信号的检测
9
数字音频信号波形
10
基带信号波形(TXIQ和RXIQ)
11
11.3 音频电路检修思路
1.诺基亚N5300型手机无送话故障检修
检修过程如下: (1)首先清理话筒与主板触点,故障依旧。 (2)检查滑盖与主板的排线,排线完好。 (3)检查话筒本身,话筒没有问题。 (4)怀疑送话IC(R2100)损坏。 (5)N2100没有配件,遂采用增加话筒偏压电阻及飞线 技术解决,故障排除。
14
12
11.3 音频电路检修思路
2.诺基亚N2610型手机无振铃故障检修
音腔设计
手机声腔设计1.目的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。
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。
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2.后声腔对铃声的影响及推荐值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。
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。
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:φ13mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在800Hz~1200Hz之间。
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。
声腔设计知识
3
声腔对Speaker的影响
后声腔对声音的影响 后声腔主要影响音乐声的低频部分,对高频部分影响则较小。音乐声的低频部分 对音质影响很大,低频波峰越靠左,低音就越突出,主观上会觉得音乐声比较悦耳。 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, 如图所示:
13
Speaker箱体对NETBOOK的影响
Speaker箱体的安装位置 箱体的安装位置
因NETBOOK工作时,CPU与硬盘的产生很高的温度,同时也会产生 振动。所以Speaker箱体安装位置尽可能远离硬盘,这样可以使得 NETBOOK的整机的音质表现较好。同样, Speaker箱体的工作也会影响硬 盘的损坏。
6
声腔对Speaker的影响
出声孔面积对声音的影响 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,即音乐声的声强损失很大,这在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 。
12
声腔对Speaker的影响
防尘网对声音的影响
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。 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
手机声腔设计和音频电路检测原理声音的基础知识一.声音的基础知识1.声压:由声波引起的压强变化称为声压,用符号P表示,单位为微巴(ubar)或帕(Pa)1 ubar==m2一个标准大气压P0= x10-5Pa表达式:P=Po(ωt-kx+Ψ)通常所指的声压是指声压的均方根值,即有效声压。
2.频率:声源每秒振动的次数称为频率,单位为Hz.人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~20000Hz,即音频范围3.声速:在介质中传播速度称为声速。
固体最快,液体次之,空气中最慢。
在空气中传播340m/s,水中1450 m/s,钢铁中5000m/s 4.波长:相邻同相位的两点之间的距离称为波长λCo=λf Co为空气中声速f为频率5.声压级:Lp=20lg(P/Po)(dB)Po为基准声压2x10-5 pa基准声压为为2x10-5 pa,称为听阀,即为0dB当声压为20Pa时,称为痛阀,即为120dB由此可见,声压相差百万倍时,用声压级表示时,就变成了0dB到120dB 的变化范围。
由上式可以看出声压变化10倍,相当于声压级变化20dB;声压变化100倍,相当于声压级变化40dB一般交谈为30 dB纺织车间为100 dB 6.声压级与功率的关系:ΔP=10lg(w/wo)(dB)wo为参考功率功率增加一倍,声压级增加3 dB 7.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 dB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。
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。
音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。
例如,当输出信号的失真度超过10%时,铃声就会出现比较明显的杂音。
此外,输出电压则必须与SPEAKER相匹配,否则,输出电压过大,导致SPEAKER在某一频段出现较大失真,同样会产生杂音。
MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响,表现在当铃声的主要频谱与声腔和SPEAKER的不相匹配时,会导致MIDI音乐出现较大的变音,影响听感。
总之,铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高,才能取得比较好的效果。
三.SPEAKER选型目的SPEAKER的品质特性对手机铃声优劣起着决定性作用。
在同一个声腔、同样的音源情况下,不同性能的SPEAKER在音质、音量上会有较大的差异。
因此选择一个合适的SPEAKER可较大程度的改善手机的音质。
为了便于设计工程师选择合适的SPEAKER,本章介绍了SPEAKER的评价原则、测试流程和根据实验结果提供的不同半径SPEAKER选型推荐。
的评价原则SPEAKER的性能一般可以从频响曲线、失真度和寿命三个方面进行评价。
频响曲线反映了SPEAKER在整个频域内的响应特性,是最重要的评价标准。
失真度曲线反映了在某一功率下,SPEAKER在不同频率点输出信号的失真程度,它是次重要指标,一般情况下,当失真度小于10%时,都认为在可接受的范围内。
寿命反映了SPEAKER的有效工作时间。
由于频响曲线是图形,包含信息很多,为了便于比较,主要从四个方面进行评价:SPL值、低频谐振点f0、平坦度和f0处响度值。
SPL值一般是在1K~4KHz之间取多个频点的声压值进行平均,反映了在同等输入功率的情况下,SPEAKER输出声音强度的大小,它是频响曲线最重要的指标。
低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性,是频响曲线次重要的指标。
平坦度反映了SPEAKER还原音乐的保真能力,作为参考指标。
f0处响度值反映了低音的性能,作为参考指标。
选型推荐根据节的评价方法,对常用的SPEAKER进行评价。
由于供应商提供的SPEAKER参数是在不同条件下测量得到,很难进行对比,因此我们对本公司常用的30多种SPEAKER在同等条件进行实测,根据实验结果,判定SPEAKER的优劣(测试数据见附录一)。
测试流程本流程的目的是为了对SPEAKER性能进行评价,便于工程师选择合适的SPEAKER产品。
实验内容Frequency Response(频响曲线测定)(频响:在一定条件下,器件或系统由激励所引起的运动或其他输出) Total Distortion(失真率测定)(失真为不希望的波形变化;引起原因有1.输入和输出之间的非线性关系;2.不同频率的传输的不一致;3.相移与频率不成比例)3.听感评价(SPEAKER音质主观评价,作参考)测试方法与步骤:测试地点:中期试验部静音室测试仪器:HEAD acoustics GmbH测试夹具:12cc标准密闭盒或步骤:(1)实验仪器按要求联接设备;(先连接设备再开PC)(2)确定SPEAKER与MICROPHONE的距离为10mm±5%,并固定。
(一)频响曲线测定:点开文件夹选择EA Frequency Response,sweep 12th octave LS,在右栏设定中选择电平(level)使经过放大器输出分别为:(1KHz,负载8欧姆时用示波器测有效值电压为,P-P值为;(1KHz,负载8欧姆时用示波器测有效值电压为,P-P值为;(1KHz,负载8欧姆时用示波器测有效值电压为,P-P值为;(1KHz,负载8欧姆时用示波器测有效值电压为,P-P值为;(1KHz,负载8欧姆时用示波器测有效值电压为,P-P值为,频率范围为300~10000Hz。
单击右键选择开始测定,将测定结果创建报告并储存。
(二)失真率测定:点开文件夹选择EA Total Distortion LS,在右栏设定中调整电平(level)使放大器输出如(一)中所规定的为,,时电压为标准输入电压,然后以6th octave row b选择频率范围为500~10000Hz单击右键选择开始测定,将测定结果创建报告并储存。
(三)听感评价:听感评价是一种主观行为,现只作为辅佐性评价,在客观数据评定难以取舍时,组织相关工程师或音频工程师评价。
实验数据记录和处理(以下数据和图面仅作参考)(1)频响曲线测试结果a.频响曲线图b.频响曲线点测数据(SPL)c.根据失真测试度数据绘制失真度曲线四.手机声腔设计1.目的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。
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。
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:后声腔SPEAKER前声腔防尘网出声孔图1声腔结构示意图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。
图2后声腔容积对低频性能影响一般情况下,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,如图2示。
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。
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。
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。
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:φ13mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在800Hz~1200Hz之间。
当后声腔为时,其低频谐振点f0大约衰减600Hz~650Hz。
当后声腔为时,f0大约衰减400Hz~450Hz。
当后声腔为1cm3时,f0大约衰减300Hz~350Hz。
当后声腔为时,f0大约衰减250Hz~300Hz。
当后声腔为时,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。
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,当后声腔大于时,其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ15mm SPEAKER:它的低频谐振点f0一般在750~1000Hz之间。
当后声腔为时,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。
当后声腔为时,f0大约衰减400Hz~550Hz。
当后声腔为时,f0大约衰减200Hz~250Hz。
因此对于φ15mm SPEAKER,后声腔有效容积应大于。
当后声腔大于时,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。