扬声器音腔设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,R&D,Dept.,2006,NEWPLAN PRODUCT DESIGN Co.,LTD,1,声音曲线,从图看出，MP3音乐和人耳听觉区域为20-20KHZ，手机喇叭并不是所有音乐都能播放,只能播放500HZ以上音乐信号，但是高频灵敏度相对其它频段要高，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。,2,1、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,3,1、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（无泄漏后腔设计）,4,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。,出声孔设计,5,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,6,扬声器振膜面频段分布,扬声器频段分布:,振膜边是低频,振膜中是高频,7,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1,8,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2,9,出声孔分布设计实例,10,出声孔位置图比较,出声孔面积为扬声器振动面积的20%,11,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,12,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,13,出声孔面积曲线对比,14,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。,出声孔径要求,15,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,16,出声孔最好能做成和声波相同的形状，这样峰谷会少一点。,出声孔形状设计实例1,好,较好,一般,差,极差,17,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,18,1、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,19,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1,20,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2,21,前腔设计形状3,22,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4,23,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,24,侧出音设计,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。,25,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,26,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1,27,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，加大了后了腔。,后腔结构2,28,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2,29,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3,30,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1,31,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2,32,声音会显得较小，低频效果差,。,后腔不良设计3,33,机壳不能密封，使声音小，音质差。,后腔不良设计4,34,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,35,灰色的是泄露性后音腔曲线、红色是密封性后音腔的曲线,可以看出泄露性后音腔3K以下比密封性后音腔要高3dB,密封性后腔和泄露性后腔对比曲线,36,喇叭规格,单个喇叭,前腔高度(mm),前腔形状,指数性（A）直锥形（B）垂直性（C）,后腔容积（ml）,出声孔面积（扬声器振动面积；泡棉内面积）,出声孔位置（从扬声器振动边往正中）,0922,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1018,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1020,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1117,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1215,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1217,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1218,2.51,A、B,1.53,5%15%,3/5以内,1315,2.51,A、B,23,5%15%,3/5以内,1317,2.51,A、B,23,5%15%,3/5以内,1318,2.51,A、B,23,5%15%,3/5以内,13,2.51,A、B,23,5%15%,3/5以内,15,2.51,A、B,25,5%15%,3/5以内,16,2.51,A、B,2.54.5,5%15%,3/5以内,1420,2.51,A、B,2.54.5,5%15%,3/5以内,17,2.51,A、B,34.5,5%15%,3/5以内,18,2.51,A、B,35,5%15%,3/5以内,20,2.51,A、B,3.55.5,5%15%,3/5以内,1422,2.51,A、B,3.55.5,5%15%,3/5以内,1524,2.51,A、B,46,5%15%,3/5以内,1625,2.51,A、B,46,5%15%,3/5以内,2030,2.51,A、B,4.58,5%15%,3/5以内,37,上面的数据要求：,1： 前腔和后腔完全隔开；,2：后腔密封要好(无泄露性后腔设计)。,3：前腔的出声孔面积、位 置、前,腔高度是让声音在中频段共振峰，,让音量大，高频燥声少。,以上数据合适单喇叭设计。,38,声音与音腔设计关系,类别,前腔容积,后腔容积,出声孔,出声孔相对扬声器位置,前腔形状,音质好,0.8mm,3ml以上,10%-30%,正面,或侧出音,指数性、垂直性八字性,音量大,1.5mm-3.5mm,3ml以上,5%-15%,整个扬声器旁边、正面,八字性、指数性,声音与音腔设计关系,39,其它设计注意事项,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,40,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,41,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,42,出声孔的互补设计,由于开孔面积采用了互补设计，使声音平衡,43,出声孔的没有互补设计,开孔面积为15%曲线，声音尖锐，高音听起来有一点燥,44,不同规格扬声器出声孔设计,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,。,45,结语,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一定合适。不同厂家的扬声器的腔体设计也不同。,46,音腔对声音的影响,：影响最大：影响最小,47,THANKS,THE END,48,