扬声器与音腔设计

0922 1018 1020 1117 1215 1217 1218 1315 1317 1318 13 15 16 1420 17 18 20 1422 1524 1625 2030
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 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 2.5±1 2.5±1 2.5±1
后腔设计
• 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）
后腔结构1
• • •
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
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，并且伴随高频噪声。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。
侧出音设计
优点：1、可以过滤掉高频噪音。 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。
出
声
孔
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 大可导致高频噪音过多，过小可能导致声音变小。
• 将一定幅度的粉红噪声信号输入扬声器，扬声器连续工作 100H而不发生热损坏或机械损坏，就称为扬声器的额定噪 声功率。
短期最大功率：
• 将噪声信号送入扬声器，扬声器每工作1秒，停60s，循环 60次，扬声器不发生热损害或机械损坏，就称为扬声器的 短期最大功率
额定最大正弦功率
• 在扬声器送入连续的正弦波信号，工作一个小时，扬声器不发 生热损坏和机械损坏，成为额定最大正弦功率，一般该功率大 于额定功率。
A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B A、B
1.5~3 1.5~3 1.5~3 1.5~3 1.5~3 1.5~3 1.5~3 2~3 2~3 2~3 2~3 2~5 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
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
出声孔分布设计实例1
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 高频噪声，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。
前腔设计
• 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、修正高频噪声。 3、好的前腔可提高中频、减小高频噪声、降低高频段延伸、 提高声音转换效率。
前腔设计注意点
• 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。
扬声器参数说明与音腔设计
扬声器的指标说明
额定阻抗、谐振频率
• 额定阻抗是被测扬声器单元在谐振频率后第一个阻抗最小值，它反映
在扬声器阻抗曲线上是谐振峰后曲线平坦部分的最小阻值，一般是直 流阻抗的1.1 ～1.2倍。
• 由阻抗曲线可见，在低频某一频率其阻抗值最大，此时的频率称之为
扬声器的谐振频率，记为fo,即在阻抗曲线上扬声器阻抗模值随频率上 升的第一个主峰对应的频率。
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 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 3/5以内 3/5以内 3/5以内
ห้องสมุดไป่ตู้
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，高频噪声少。
• 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。
密封性后腔和泄露性后腔对比曲线
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
后腔大小与扬声器振膜振幅的关系 加大后腔可以改善低频效果，但是扬声器振膜的振幅也会同时增大，采用大后腔 的时候需要注意提高振膜到前盖板的距离，防止振膜发生碰撞。
音乐功率：
• 短时间向扬声器输入音乐信号，扬声器发出的声音无不可忍受 的失真、热损坏或机械损坏，此时测得的输入功率为扬声器的 音乐功率。音乐功率可以是额定噪声功率的四倍以上。。
商业功率：
• 不考虑失真，瞬时扬声器输入不至于使扬声器发生永久损坏的 功率，称为扬声器的商业功率。这个功率经常很大，是额定噪 声功率的八倍甚至十几倍。
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。
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。
• 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。
前腔大小的影响
1.出声孔面积保持一定时，前腔越小，高频截止谐振频率越大 2.前腔太小时，振膜距离前盖太近，导致震动附加质量过大，使得低 频灵敏度下降
前腔设计形状1
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。
差
极差
喇叭规格
前腔高度(mm) 前腔形状 指数性（A）直锥形（B）垂直性（C）
单个喇叭
后腔容积（ml） 出声孔面积（扬声 器振动面积；泡棉 内面积） 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 5%~15% 出声孔位置（从扬声器振动边 往正中）
灵敏度、总谐波失真
• 在扬声器的有效频率范围内，给扬声器施加一定功率的电 信号，测试一定距离处的声压。 • 在扬声器的有效频率范围内，给扬声器施加一定功率的电 信号，测试声音的失真大小。
关于扬声器的功率
• 一般我们可以看到扬声器的额定功率和最大功率，但其实 扬声器的功率有更多的定义方法。
额定功率：
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
声音与音腔设计关系
10%30% 正面 或侧出音 指数性、垂直性 八字性
音质好
0.8mm
3ml以上
音量大
1.5mm3.5mm
整个扬声器旁边、 3ml以上 5%-15% 八字性、指数性 正面
音腔对声音的影响
高频延伸 高频破音 音量
前腔设计形状2
• 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3
• 垂直前腔对高频的延伸特性好，但是没有倒锥形和指数性 结构对中、低频的提升好。
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。
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。
音腔设计的要点（无泄漏后腔设计）
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 高频形成了噪音，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
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噪声。
音腔设计作用
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。
出声孔面 积 出声孔位 置 前腔高度 前腔形状 后腔容积 Ａ Ｃ Ｂ Ｃ Ａ Ｃ Ｂ Ｃ Ｄ Ｂ Ｃ Ａ Ｃ Ａ
低频破音 低频下限 音质
Ｂ Ｃ Ｂ Ｃ Ｂ Ａ Ａ Ｂ Ａ Ｂ Ａ
后腔密性
Ａ：影响最大
Ｄ
Ａ
Ｄ：影响最小
Ａ
Ａ
Ａ
出声孔面积曲线对比
出声孔径要求