微型扬声器膜片之加强筋设计
微型扬声器知识
微型扬声器知识讲义编著整理：游少林随着通信事业的发展，近几年以来我国通讯终端产品产量增长很快。
扬声器越来越趋向微型化，而微型扬声器体积小，质量轻，所以在性能设计上有很大的局限性，设计一款优秀的微型扬声器，给消费者带来优质的听觉享受，是我们电声工程师孜孜不倦的追求。
根据电声前辈们积累下来的精华结合本人对微型扬声器的实践经验，编写了本讲义。
不妥之处敬请各位批评指正。
一．微型扬声器的结构主要由这几部分组成（盆架，磁钢，极片，音膜，音圈，前盖，接线板，阻尼布等）耳机喇叭结构如下图：外径为15mm手机喇叭结构如下图：外径为20mm二微型扬声器的发声原理1 应用的基本原理-------电，磁，力带有电流的导线切割磁力线，会受到磁场的作用力。
导线在磁场中的受力方向符合左手定律。
作用力大小F=BLI（B为磁感应强度，L为导线长度，I为电流）2微型扬声器的发声原理A 扬声器的磁路系统构成环形磁间隙，其间布满均匀磁场（磁感应强度的大小与方向处处相同的磁场）。
B. 扬声器的振动系统由导线绕成的环形音圈和与之相连的振膜。
C. 音圈被馈入信号电压后，产生电流，音圈切割磁力线，产生作用力，带动振膜一起上下运动，振膜策动空气发出相应的声音。
D. 整个过程为：电—力---声的转换。
3 馈入信号与发出声音的对应A. 磁场恒定，音圈受到的电动力随着电流强度和方向的变化而变化，B. 音圈在磁间隙中来回振动，其振动周期等于输入电流周期，振动的幅度则正比于各瞬时作用的电流强弱。
B.音圈有规则的带动振膜一起振动，策动空气发出与馈入信号相对应的声音。
三微型扬声器磁路的设计1.1磁场的产生A，安培分子电流假设：在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两极相当于两个磁极。
B，磁场的产生：从宏观上看，磁场是由磁体或电流产生的；从微观上看，磁场是由运动电荷产生的。
理解：⑴磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由运动电荷产生的。
微型扬声器结构及振膜设计
微型扬声器结构及振膜设计周静雷;吕玉皎;王梦圆【摘要】参数化建模功能是用基于SolidWorks系统的二次开发,利用Visual Studio平台提供的高级语言,如C#,VB等,通过相应的API接口,驱动SolidWorks 系统,完成微型扬声器单元部件的生成及其装配.通过将模型参数化,可以将振膜、音圈、穹顶等各个部件及组成结构参数进行量化.每一个环节的变量都有明确的定义和说明,这样为修改和调整振膜的结构尺寸提供了依据.通过软件快速地完成扬声器单元振膜图纸的绘制工作,振膜的绘制可以在极短的时间迅速完成.通过将微型扬声器模型参数化,可以极大程度提高其3D图纸的生成效率,也可以为研发人员对其性能优化提供便利.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2017(041)001【总页数】7页(P15-21)【关键词】SolidWorks;微型扬声器;参数化;振膜【作者】周静雷;吕玉皎;王梦圆【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN643如今，微型扬声器产业的迅速发展，使得市场竞争尤为激烈。
激烈的市场竞争要求高质量高速度地推出新产品，产品设计中建立的信息模型要贯穿产品的整个生命周期，为其后续环节如工艺规程设计、加工、制造和检测等提供必要的信息，这些都为实体造型提出了更高的要求[1]。
SolidWorks是基于Windows平台的三维绘图软件，采用特征建模、参数化驱动，可方便地设计和修改三维实体模型[2]，而且已有一些文献为实现复杂的几何实体参数化表达而作出探讨并取得了一些成果[3-4]。
虽然SolidWorks所提供的功能非常强大，但要使其在中国企业中真正发挥作用，就必须对其进行本地化、专业化的二次开发工作[5]。
微型扬声器单元设计系统是一套基于SolidWorks平台的插件软件设计系统。
微型扬声器的设计入门
对于微型扬声器的设计入门可以从以下部件对微型
扬声器特性影响入手:
一、护盖(前盖)的“腔体大小”以及“开孔数量与分布”对扬声器特性的影
响:
1、频响曲线
2、失真曲线
3、前孔的声阻、声质量
二、盆架(腔体大小以及后孔大小以及开孔数量与分布”对扬声器特性的影响:
1、频响曲线
2、失真曲线
3、谐振频率
4、后孔的声阻、声质量
三、阻尼材料对微型扬声器的特性的影响:
1、低频参数
2、频响曲线
3、失真曲线
4、正弦功率
5、阻尼材料的声阻量、声质量
四、膜片对微型扬声器特性的影响:
1、等效顺性
2、形状系数
3、频响曲线
4、失真曲线
5、选材(材质、形状)
6、加强筋
五、音圈对微型扬声器特性的影响:
1、选材
2、线径
3、层数
4、磁路位置
5、失真
6、F0
7、灵敏度
六、磁路对微型扬声器特性的影响:
1、类型
2、高度分配优化
3、平面尺寸分配优化
4、磁间隙优化
5、Bl
6、THD
7、SPL
七、工艺对微型扬声器影响:
1. 胶黏剂(粘接强度,工艺时间,耐温性)
2. 线圈引出方式(悬浮线,爬胶线);以及引出的形状。
微型扬声器膜片之加强筋设计
微型扬声器膜片之加强筋设计马鲁建【摘要】分析了膜片加强筋的筋脉、剖面形状、面形状、角度等对扬声器低频参数的影响,得出了加强筋与膜片等效顺性以及有效振动面积之间的关系.从而为膜片的设计及改善指明了明确的方向.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)002【总页数】6页(P28-33)【关键词】膜片;加强筋;有限元【作者】马鲁建【作者单位】广东深圳华宝利电子有限公司,广东,深圳,518103【正文语种】中文【中图分类】TN6431 引言在微型扬声器设计中有六大要素：磁路、音圈、膜片和声阻、声容、声质量。
其中膜片的设计是微型扬声器设计的核心之一。
膜片的形状等参数直接决定着扬声器的特性。
在膜片设计中又有两大要素[1]：一是膜片的基础形状设计；二是膜片加强筋设计。
这两者相辅相成，共同决定着膜片的特性。
而加强筋的设计又分为：加强筋筋脉、加强筋剖面形状、加强筋面形状，加强筋的角度、深度、数量等要素。
下面笔者将和大家一起探讨、分析膜片的加强筋对膜片特性的影响。
2 一些名词术语介绍在膜片等效顺性设计中，加强筋对膜片等效顺性影响的趋势，同样可通过膜片等效顺性的公式进行分析。
膜片等效顺性的公式[2]为式中，W为膜片悬边的总宽度（m）；dVC为膜片音圈贴合外径（m）；E 为膜片材质的杨氏模量（n/M2）；μ 为泊松比；a1为修正系数，其值取决于膜片的基础形状；a2为修正系数，其值取决于h/W值的大小，其中h为膜片悬边的高度（m）。
通过分析式（1）知，膜片的等效顺性Cms直接与膜片材质的杨氏模量E成反比关系；膜片的等效顺性Cms是与膜片材质厚度t的3次方成反比；不同的膜片形状对顺性的影响，主要体现在式（2）中修正系数a1和a2上，并且膜片的等效顺性Cms与修正系数a1，a2成反比。
而在膜片的加强筋中，加强筋面形状的宽度相当于W；加强筋的筋脉形状相当于a1；加强筋的深度相当于膜片悬边高度h；加强筋的厚度相当于膜片的厚度t。
(完整版)2加强筋设计原则
加强筋(Ribs ) 基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。
此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。
加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加强筋没有接上产品外壁的话，末端部份亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上，不过为了满足一些生产上或结构上的考虑，加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力，底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象，圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
此外，底部的宽度须较相连外壁的厚度为小，产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。
图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例，但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时，图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%因此，此部份出现缩水纹的机会相当大。
如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b)，相对位置厚度的增幅即减至大约20%缩水纹出现的机会亦大为减少。
由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜，但当使用多条加强筋时，加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。
加强筋的形状一般是细而长，加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。
《受话器各部件与频响曲线之间的关系》文件登记号2010-314(20110328修改稿件)
dB - [V] (rms)
Fundamental + Harmonic distortion components
Signal at IN2
120
Fundamental
115
压力场IMP
自由场IMP KLIPPEL
110
105
100
95
90
[Keyword] equivalent circuit；frequency response；simulation
引言
受话器、耳机单元的测试和使用环境与扬声器的不同——声负载不同，前者为压力场环境、后者为自由场环境。 声负载的不同，导致了实际不同产品测试的频响曲线差异很大。在设计受话器、耳机单元时需要特别注意以下两点： 一是需要更多考虑声负载的影响，不同的声负载有着不同的声学响应（例如仿真耳 IEC318、IEC711 带高低泄露等）； 二是着重考虑微型扬声器设计中的六大要素的影响，微型扬声器设计中六大要素[3]分别为：磁路、音圈、膜片和声 容、声阻、声质量。
(2. Zhejiang New Jialian Electronic Co., Ltd. Jiashan 314100, China) [Abstract] This project is attempting to carry out the basic methodology of simulation tools for design of receivers (including earphones) by using lumped equivalent circuits. We studied and analyzed the relationship between
基于微型扬声器的特性设计膜片
・
产 品设 计 ・
（ 圳 凌 嘉 电音 有 限公 司 电 声研 究所 ， 广 东 深 圳 ５ ８ ３ ） 深 １０ ４
【 摘 要 １ 首 先 对 膜 片 的 材 料 、 状 进 行 定 性 定 量 的 分 析 计 算 ， 后 与 实 际 产 品测 试 结 果 进 行 对 比验 证 ， 而 得 出 形 然 从
由于膜片材质本身的杨氏模 量不同 ， 以相同厚度 所 及形状 ， 同材质 的膜 片 ， 不 其顺 性是不 同的 ， 顺性 ３ 膜 片 材 质 等 效 顺 性 对 照 表
选 用 合 理 厚 度 及 形 状 的膜 片对 失 真 有 所 抑 制 继 而 影 响 最 终 的音 质 体 现 。
（ ）膜 片 的顺 性 ４
表 １ 膜 片材 质及 物 理 特 性 表 欹料零 穗磷 ≮ ＿ 鹣料荚 艾垒栋 。 － ＊ 邙曳习馈译秣 ｜ 曩 磙璃辕 ＾强霞 薯 Ｉ ｊ ｃ 连续 馒 温霞 锈氏谈 璧Ｉ 蛰 媳 Ｉ 整霞 ％
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２ 膜 片 材 料 的物 理 特 性
（ ）膜 片 材 质 及 物 理 特 性 表 Ⅲ １ 膜 片 材 质及 物 理 特 性 表 如 表 ｌ 示 。 所
（ ）膜 片 的厚 度 ２
部 分 常 用 的 膜 片 厚 度 如 表 ２所 示 。
（ ）膜 片 的 形状 ３
常用 的膜 片 形 状 如 图 ｌ 示 。 所
由表 ３ 看 出 ，相 同形 状 和 厚 度 的 情 况 下 Ｐ Ｅ 可 ＥＫ 材 质 的顺 性 最 大 ，Ｅ 材 质 的顺 性 最 小 。 ＰＮ
（ ）膜 片 的选 用 ５
３ 如 何 通 过 微 型扬 声 器 的特 性 要 求设
基于微型扬声器的特性设计膜片
基于微型扬声器的特性设计膜片
马鲁建;奚爱军
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2008(32)5
【摘要】首先对膜片的材料、形状进行定性定量的分析计算,然后与实际产品测试结果进行对比验证,从而得出膜片定性定量设计的可行性结论.
【总页数】6页(P17-22)
【作者】马鲁建;奚爱军
【作者单位】深圳凌嘉电音有限公司,电声研究所,广东,深圳,518034;深圳凌嘉电音有限公司,电声研究所,广东,深圳,518034
【正文语种】中文
【中图分类】TN643
【相关文献】
1.热致动微型阀膜片的仿真分析及工艺设计 [J], 曹剑;唐建忠;朱笑丛
2.微型扬声器膜片之加强筋设计 [J], 马鲁建
3.微型扬声器振动系统阻尼频率特性研究 [J], 王坤;沈勇;章志亮;黄杰;冯雪磊
4.微型汽车膜片弹簧离合器改进设计 [J], 何佑之
5.基于超声波的微型定向扬声器的设计 [J], 李子涛;吴俊强
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音箱背面斜面设计
音箱背面斜面设计
广泛合理使用加强筋用于音箱中的薄弱环节，箱体内各个面所成结合角处，用足量的胶，宁多勿少，粘上粗壮的硬三角木或方木棒，再加木螺钉紧固，低音喇叭背部声压级最高，极易诱发箱音，于背面板正对此处粘上一块圆形硬木板加强，材料可利用面板开孔下的余料，对比较狭长的箱体，由于板料纵横比较大，强度及刚性变差，谐振点变低，渐近喇叭或箱体谐振频率，声染色危险极大，请不对称地胶上几块硬方木棒.此举在于消除缝隙漏气，加强箱体刚性，破坏谐振，
避免诱发杂音和激起箱振。