手機(jī)殼體結(jié)構(gòu)對手機(jī)電聲性能的影響課件

機(jī)殼聲結(jié)構(gòu)

對手機(jī)電聲性能的影響

電聲基礎(chǔ)手機(jī)中的電聲器件機(jī)殼對手機(jī)電聲性能的影響結(jié)束語內(nèi)容電聲基礎(chǔ)聲波、聲壓級(jí)、頻率、聲速、波長聲強(qiáng)級(jí)、聲功率人耳響應(yīng)聲波方程電-力-聲類比聲場量及其單位聲壓質(zhì)點(diǎn)速度溫度密度聲場量及其單位（續(xù)）聲強(qiáng)聲功率聲速聲壓級(jí)聲壓級(jí)范圍圖（上）聲壓級(jí)范圍圖（下）聲波的頻率聲源/質(zhì)點(diǎn)每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為聲波的頻率。用字母ｆ表示，單位為赫茲（Hｚ）人耳能聽得見的聲波的頻率范圍為20～20000Hｚ。音頻聲學(xué)：研究音頻聲的拾取、重放、傳播及傳播過程中的各種物理現(xiàn)象和處理方法的科學(xué)。低于20Hｚ的聲波，稱為次聲；高于20000Hｚ的聲波稱為超聲聲波的波長和波數(shù)聲波在傳播過程中相鄰的同相位的兩點(diǎn)之間（如相鄰的兩稠密或兩稀疏之間）的距離稱為波長。波數(shù)為單位長度內(nèi)波的個(gè)數(shù)測量機(jī)器噪聲頻譜（頻譜密度）測量機(jī)器噪聲頻譜（1/3倍頻程）白噪聲和粉紅噪聲白噪聲 各個(gè)頻率的頻譜密度相等粉紅噪聲 各個(gè)倍頻程或1/3倍頻程的能量相同密度質(zhì)點(diǎn)速度和位移聲功率級(jí)聲功率級(jí)范圍160dB噴氣飛機(jī) （10kw）120dB小飛機(jī) （1w）80dB樂器 （0.1mw）60dB正常講話的人 (0.001mw)30dB輕聲耳語的人 (0.000001mw) 聲壓級(jí)運(yùn)算練習(xí)相關(guān)聲壓級(jí)運(yùn)算練習(xí)練習(xí)答案人耳結(jié)構(gòu)聲場描述和聲波方程單極子聲源單極子聲源的聲壓單極子聲源產(chǎn)生的聲壓正比于該源體積速度的變化率（點(diǎn)源強(qiáng)度）與距離成反比相位是的函數(shù)簡諧單極子聲源的聲壓單極子的輻射(機(jī)械)阻抗低頻輻射阻抗討論偶極子聲源

+S-Sd簡諧偶極子聲源的聲壓簡諧偶極子源的聲壓級(jí)分布圖偶極子和單極子對比活塞的輻射活塞的輻射指向性障板上圓形活塞的軸線聲壓障板上圓形活塞的輻射阻抗長管一端的輻射阻抗la閉空間模態(tài)與模態(tài)聲壓低頻時(shí)，閉空間內(nèi)聲場不均勻，有節(jié)點(diǎn)和反節(jié)點(diǎn)。閉空間模態(tài)舉例閉空間模態(tài)舉例（續(xù)）Helmhotz共鳴器Vl0d結(jié)構(gòu)共振器的線度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長

短管體積遠(yuǎn)小于腔體積腔壁是剛性的電－力－聲類比Vl0d由于物理系統(tǒng)的共性，電－力－聲可以類比電流－力－聲流（空氣流）

電壓－速度－聲壓在分支點(diǎn) 電流總和＝0

力總和＝0

體積速度＝0

接地 電壓＝0

速度＝0

聲壓＝剛性壁p力－聲阻抗關(guān)系電力聲類比－例1電力聲類比－例2電力聲類比－例3電力聲類比－例4電力聲類比－例5電力聲類比應(yīng)用范圍低頻時(shí)，若器件的線度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聲波波長，則此時(shí)分布系統(tǒng)參數(shù)可用集總系統(tǒng)參數(shù)來近似描述。手機(jī)中的電聲器件振鈴揚(yáng)聲器（喇叭）受話器（喇叭、聽筒）送話器（話筒、麥克風(fēng)、傳聲器）康佳A08和MotorolaA890受話器揚(yáng)聲器送話器送話器駐極體麥克風(fēng)按電容式原理工作的頻帶寬、音質(zhì)好、失真小、瞬態(tài)響應(yīng)好機(jī)械振動(dòng)不敏感等特點(diǎn)駐極體麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)由振膜與駐極體背極形成的電容式極頭后接的阻抗變換器（PCB組）電容傳聲器電容傳聲器等效圖駐極體麥克風(fēng)駐極體麥克風(fēng)特性影響駐極體麥克風(fēng)靈敏度因素

駐極體表面電荷密度的大小振膜的張力振膜與背極間的距離阻抗變換器或放大器的性能輸出阻抗、頻響、自噪聲、穩(wěn)定性、指向性、動(dòng)態(tài)范圍駐極體麥克風(fēng)測試信號(hào)源仿真嘴放大器分析儀送話器揚(yáng)聲器DMS1808B-05DMSP1420B-01揚(yáng)聲器指標(biāo)(GB9396－88)DMSP1625A-01尺寸：4.7H/16W/25L額定功率：0.5W(最大功率1W)阻抗：8ohm共振頻率：730Hz靈敏度：103dB/0.5W/5cm/3KHz失真：<15％(700Hz-3KHz)指向性頻率響應(yīng)、電阻抗曲線、TS參數(shù)揚(yáng)聲器等效電路輻射阻抗ZMR揚(yáng)聲器電阻抗曲線和頻響曲線揚(yáng)聲器TS參數(shù)TS參數(shù)（DMS1508H-02）受話器SDR1532H-05尺寸：15.1D/2.6H

額定功率：0.01W(Max0.03W)

阻抗：32ohm

靈敏度：95dB/0.18Vrms1KHz

失真：<5％(300Hz-4KHz)尺寸：8D/2.35H（650Hz）額定功率：0.01W(Max0.03W)

阻抗：32ohm

靈敏度：109dB/0.18Vrm1KHz

失真：<5％(300Hz-3.4KHz)SDR0832EJ01-F受話器測試信號(hào)驅(qū)動(dòng)仿真耳放大器分析儀受話器機(jī)殼結(jié)構(gòu)對手機(jī)電聲性能的影響機(jī)殼結(jié)構(gòu)對振鈴揚(yáng)聲器性能的影響機(jī)殼結(jié)構(gòu)對受話器頻率特性的影響振鈴揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)機(jī)殼中的振鈴揚(yáng)聲器M2V2M1V1VfMfVbMbRbVa機(jī)殼聲結(jié)構(gòu)的描述

CAf(Vf)CA1(V1)CA2(V2)

P

振膜MAfRAfMA1MA2機(jī)殼中揚(yáng)聲器的等效聲學(xué)線路等效聲學(xué)線路參數(shù)等效聲學(xué)線路簡化

CAf

CA1

CAB值較小，頻率低時(shí)，抗值大，視為開路；

MAf

MA1

MAB

值較小，頻率低時(shí)，抗值小，視作短路；

CA

抗值甚小，可視為短路。當(dāng)ka<<１時(shí)ZAR≈jω

MAR。MAR＝0.1952

ρ/a

其中；ρ=1.20Kg/M3為空氣密度;

a為出聲孔半徑；改變耦合腔V2的影響改變出聲孔面積S2的影響分析和討論機(jī)殼聲結(jié)構(gòu)的作用，一般為聲學(xué)濾波器（低通），如前圖虛線框內(nèi)所示?？蓳?jù)揚(yáng)聲器的頻響特性，適當(dāng)設(shè)計(jì)MA2CA2之值，使揚(yáng)聲器所發(fā)之聲通過聲結(jié)構(gòu)后，高頻有所衰減，從而低頻相對豐滿，可使聽感柔和。若為了提高振鈴的輸出聲級(jí)，也可刻意設(shè)計(jì)腔體Ⅴ２（即CA2）及出聲孔的幾何尺寸（即MA2），使其在某個(gè)頻率附近發(fā)生諧振，以期提高聲輸出，但失真可能增大。結(jié)論

機(jī)殼聲結(jié)構(gòu)（腔和孔）的設(shè)計(jì)（主要是MA2、

CA2的設(shè)計(jì)），應(yīng)與揚(yáng)聲器的頻響特性相配合，以期達(dá)到最佳效果。不同的揚(yáng)聲器，聲結(jié)構(gòu)的幾何尺寸是不同的。受話器的結(jié)構(gòu)受話器在手機(jī)中的結(jié)構(gòu)受話器在手機(jī)中的等效聲學(xué)線路振膜背面聲學(xué)線路分析振膜背面聲學(xué)線路包括CA2、MA3、RA3、CA4四個(gè)聲學(xué)元件。其中；

RA3通常用加阻尼材料（絹、無紡布等）來獲得。所以，振膜背面的聲學(xué)線路主要起阻尼作用。因阻尼力與振速（或容積速度）成正比，即當(dāng)有諧振出現(xiàn)時(shí)，v（或U）達(dá)極大，響應(yīng)出現(xiàn)峰值。此時(shí)fR

亦大，故可將峰“壓平”。受話器前面聲學(xué)線路分析受話器裝入機(jī)殼后，受話器前面與機(jī)殼形成一個(gè)聲學(xué)結(jié)構(gòu)，其等效聲學(xué)線路受話器安裝至機(jī)殼后的等效聲學(xué)線路虛線框內(nèi)所示。此聲學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是一個(gè)聲學(xué)濾波器（低通）；

MA2

、CA2

的值越大，則對高頻的衰減也越大，開始衰減的頻率（截止頻率）也越低。所以MA2

CA2值的決定，必須與受話器的頻響特性相配合。受話器前和機(jī)殼配合實(shí)測例子一個(gè)發(fā)音孔受話器和機(jī)殼配合實(shí)測例（續(xù)）兩個(gè)發(fā)音孔結(jié)論

（1）因CA4=V4/ρc2；所以，V4（后腔）宜大不宜小。至少不小于現(xiàn)有的值，大則不限。（2）MA2CA2值的大小，直接決定著高頻響應(yīng)的值，不同頻率特性的受話器，應(yīng)配以不同的