手机音腔设计指南

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。 • 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。
前声腔对声质的影响2
出声孔面积与高频谐振点的变化呈非线性关系，且与前声腔大小有一定的联系，如 图所示：
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。
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。
前声腔对声质的影响1
前声腔对低频段影响不大，主要影响音乐声的高频部分。随着前声腔容积的增大，高频波峰会往 不断左移动，高频谐振点会越来越低。前声腔太大或太小对声音都会产生不利的影响。同时，由于出 声孔面积对高频也有较大的影响，因此设计前声腔时，需考虑出声孔的面积，一般情况下，前声腔越 大，则出声孔面积也应该越大。 当前声腔过小时，还会造成一个问题，即出声孔的位置对高频的影响程度急剧增加，可能会给外观 设计造成一定的困难。 结合设计的实际情况，一般希望前声腔的垫片压缩后的厚度在0.3~0.5mm之间。
防尘网对声质的影响
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180＃～350＃之间，它们 的声阻值都比较小，对声音的影响很小。因此从防尘和声阻两个方面综 合考虑，建议采用280＃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。
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。
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。
好
较好
一般
出声孔最好能做成和 声波相同的形状， 这样峰谷会少一 点。
差 极差
常用SPEAKER出音面积推荐表
SPK直径 （mm）
前音腔压缩后泡棉高度 （mm）
出声孔面积最小值 （mm2）
出声孔面积推荐值 （mm2）
15
16 18
0.3～1.0
0.3～1.0 0.3～1.0
5.0（Φ 1*6）
6.0（Φ 1*8） 8.0（Φ 1*10）
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。
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 手机音质的好坏和大小。 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
音腔结构设计要求
深圳迅锐通信有限公司
QA
Dept.
2014
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。
音腔设计作用
1、防止声音短路，充分发挥扬声器性能。
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 明亮高音不容易破。
出声孔形状设计实例1
后腔结构3
图中，横坐标是后音腔的容积 （cm3），纵坐标是SPEAKER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 。
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 。 注：后音腔设计时，必须保证后出声孔出气畅通，即后出声孔距离最近的挡板距离应大于后出声 孔径的0.8倍。 后腔的容积尽可能大.
声波干涉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
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
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 2~3 2~3 2~3 2~3 2~5
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 前声腔 后声腔
防尘网
声腔结构示意图
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。
• 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。
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 高频燥声，扬声器振膜3/4处为低频 发声点（从中往边）。
后腔结构4
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） A、B
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% 出声孔位置（从扬声器振动边 往正中） 3/5以内
0922
2.5±1
1.5~3
1018
1020 1117 1215 1217 1218 1315 1317 1318 13 15
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
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。