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手機維修基礎課程之電容元件介紹

科技 更新时间:2024-10-01 14:17:19

1. 聲音的主觀評價

聲音的評價分為主觀和客觀兩個方面,客觀評價主要依賴于頻響曲線﹑SPL值等聲學物理參數,主觀則因人而異。一般來說,高頻是色彩,高中頻是亮度,中低頻是力度,低頻是基礎。音質評價術語和其聲學特性的關系如下表示:

手機維修基礎課程之電容元件介紹(手機音腔部品選型及音腔結構設計指導及規範)1

從人耳的聽覺特性來講,低頻是基礎音,如果低頻音的聲壓值太低,會顯得音色單純,缺乏力度,這部分對聽覺的影響很大。對于中頻段而言,由于頻帶較寬,又是人耳聽覺最靈敏的區域,适當提升,有利于增強放音的臨場感,有利于提高清晰度和層次感。而高于8KHz略有提升,可使高頻段的音色顯得生動活潑些。一般情況下,手機發聲音質的好壞可以用其頻響曲線來判定,好的頻響曲線會使人感覺良好。

聲音失真對聽覺會産生一定的影響,其程度取決于失真的大小。對于輸入的一個單一頻率的正弦電信号,輸出聲信号中諧波分量的總和與基波分量的比值稱為總諧波失真(THD),其對聽覺的影響程度如下:

THD<1%時,不論什麼節目信号都可以認為是滿意的;

THD>3%時,人耳已可感知;

THD>5%時,會有輕微的噪聲感;

THD>10%時,噪聲已基本不可忍受。

對于手機而言,由于受到外形和Speaker尺寸的限制,不可能将它與音響相比,因此手機鈴聲主要關注聲音大小、是否有雜音、是否有良好的中低音效果。

2. 手機鈴聲的影響因素

鈴聲的優劣主要取決于鈴聲的大小、所表現出的頻帶寬度(特别是低頻效果)和其失真度大小。對手機而言,Speaker、手機聲腔、音頻電路和MIDI選曲是四個關鍵因素,它們本身的特性和相互間的配合決定了鈴聲的音質。

Speaker單體的品質對于鈴聲的各個方面影響都很大。其靈敏度對于聲音的大小,其低頻性能對于鈴聲的低音效果,其失真度大小對于鈴聲是否有雜音都是極為關鍵的。

手機聲腔則可以在一定程度上調整Speaker的輸出頻響曲線,通過聲腔參數的調整改變鈴聲的高、低音效果,其中後聲腔容積大小主要影響低音效果,前聲腔和出聲孔面積主要影響高音效果。

音頻電路輸出信号的失真度和電壓對于鈴聲的影響主要在于是否會出現雜音。例如,當輸出信号的失真度超過10%時,鈴聲就會出現比較明顯的雜音。此外,輸出電壓則必須與Speaker相匹配,否則,輸出電壓過大,導緻Speaker在某一頻段出現較大失真,同樣會産生雜音。

MIDI選曲對鈴聲的音質也有一定的影響,表現在當鈴聲的主要頻譜與聲腔和Speaker的不相匹配時,會導緻MIDI音樂出現較大的變音,影響聽感。

總之,鈴聲音質的改善需要以上四個方面共同配合與提高,才能取得比較好的效果。

3. Speaker的選型原則

3.1 揚聲器(Speaker)簡介

3.1.1 Speaker工作原理

揚聲器又名喇叭。喇叭的工作原理:是由磁鐵構成的磁間隙内的音圈在電流流動時,産生上下方向的推動力使振動體(振動膜)振動,從而振動空氣,使聲音傳播出去,完成了電-聲轉換。喇叭實際上是一個電聲換能器。

對手機來說,Speaker是為實現播放來電鈴聲﹑音樂等的一個元件。手機Speaker音壓頻率使用範圍在500Hz~10KHz。

3.1.2 手機用Speaker主要技術參數及要求

a>. 功率Power。功率分為額定功率Rated Power和最大功率Max Power。

額定功率是指在額定頻率範圍内饋給喇叭以規定的模拟信号(白噪聲), 96小時後,而不産生熱和機械損壞的相應功率。

最大功率是指在額定頻率範圍内饋給喇叭以規定的模拟信号(白噪聲), 1分鐘後,而不産生熱和機械損壞的相應功率。

注:手機用喇叭一般要求的功率:額定功率≥0.5W,最大功率≥1W。

b>. 額定阻抗Rated Impedance。

喇叭的額定阻抗是一個純電阻的阻值,它是被測揚聲器單元在諧振頻率後第一個阻抗最小值,它反映在揚聲器阻抗曲線上是諧振峰後曲線平坦部分的最小阻值。

注:手機用喇叭的額定阻抗一般為8Ω。

c>. 靈敏度級又稱聲壓級Sound Pressure Level(S.P.L)。

在喇叭的有效頻率範圍内,饋給喇叭以相當于在額定阻抗上消耗一定電功率的噪聲電壓時,在以參考軸上離參考點一定距離處所産生的聲壓。

注:手機用喇叭的靈敏度一般要求≥87dB(0.1W/0.1m)。

d>. 總諧波失真Total Harmonic Distortion(T.H.D)。

它是指各種失真的總和。主要包括:諧波失真、互調失真、瞬态失真。

注:手機用喇叭的總諧波失真在額定功率1KHz時應小于5%。

e>. 共振頻率Resonance Frequency (fo)

由阻抗曲線可見,在低頻某一頻率其阻抗值最大,此時的頻率稱之為揚聲器的共振頻率,記為fo,即在阻抗曲線上揚聲器阻抗模值随頻率上升的第一個主峰對應的頻率。

注:手機用喇叭的共振頻率一般在800Hz左右。

3.2 手機用揚聲器(Speaker)的評價原則

   Speaker的品質特性對手機鈴聲優劣起着決定性作用。在同一個聲腔、同樣的音源情況下,不同性能的Speaker在音質、音量上會有較大的差異。因此選擇一個合适的Speaker可較大程度地改善手機的音質。

   Speaker的性能一般可以從頻響曲線、失真度和壽命三個方面進行評價。頻響曲線反映了Speaker在整個頻域内的響應特性,是最重要的評價标準。失真度曲線反映了在某一功率下,Speaker在不同頻率點輸出信号的失真程度,它是次重要指标,一般情況下,當失真度小于10%時,都認為在可接受的範圍内。壽命反映了Speaker的有效工作時間。

   由于頻響曲線是圖形,包含信息很多,為了便于比較,主要從四個方面進行評價:SPL值、低頻諧振點f、平坦度和f處響度值。SPL值一般是在1K~4KHz之間取多個頻點的聲壓值進行平均,反映了在同等輸入功率的情況下,Speaker輸出聲音強度的大小,它是頻響曲線最重要的指标。低頻諧振點f反映了Speaker的低頻特性,是頻響曲線次重要的指标。平坦度反映了Speaker還原音樂的保真能力,作為參考指标。f處響度值反映了低音的性能,作為參考指标。

聽感評價是一種主觀行為,一般隻作為輔助性評價。在客觀數據評定難以取舍或沒有相關測試條件時,應組織相關人員或音頻工程師進行主觀試聽評價。

3.3立體聲手機喇叭的選擇

a>. 二個(或多個)喇叭的電聲性能應保持一緻。

否則會發生因二個(或多個)揚聲器相位特性和聲壓頻率特性不同而産生的聲像移位和幹擾。

b>. 二個喇叭不能靠得太近,否則聲場會變小,左右聲道聲音容易産生幹擾。

c>. 音腔設計時,注意兩個後音腔不能導通,要相互隔開且密封設計。

3.4 手機用揚聲器(Speaker)的選型推薦

詳見标準部品庫(制定中)。

4. 手機Speaker音腔性能設計

手機音腔對于鈴聲音質的優劣影響很大。同一個音源、同一個Speaker在不同聲腔中播放效果的音色可能相差較大,有些比較悅耳,有些則比較單調。合理的聲腔設計可以使鈴聲更加悅耳。

為了提高手機音效品質,提升聲腔設計水平是結構工程師的本職工作。所以本設計規範主要講述音腔結構設計,其他影響音效的主要因素Speaker選型﹑音頻電路設計及MIDI音樂選型需硬件部﹑軟件部﹑音頻小組等各部門的大力配合,共同把手機的音效水平提升到新的高度。

4.1 音腔結構簡介

手機的聲腔設計主要包括後聲腔、前聲腔、出聲孔、密閉性、防塵網五個方面,如下圖:

手機維修基礎課程之電容元件介紹(手機音腔部品選型及音腔結構設計指導及規範)2

下面,就分别從以上五個部分詳細介紹手機音腔設計必須或盡量遵循的準則。

4.2 後聲腔對鈴聲的影響及推薦值

後聲腔主要影響鈴聲的低頻部分,對高頻部分影響則較小。鈴聲的低頻部分對音質影響很大,低頻波峰越靠左,低音就越突出,主觀上會覺得鈴聲比較悅耳。

一般情況下,随着後聲腔容積不斷增大,其頻響曲線的低頻波峰會不斷向左移動,使低頻特性能夠得到改善。但是兩者之間關系是非線性的,當後聲腔容積大于一定值時,它對低頻的改善程度會急劇下降,如圖2示。

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圖2橫坐标是後聲腔的容積(cm),縱坐标是Speaker單體的低頻諧振點與從聲腔中發出聲音的低頻諧振點之差,單位Hz。從上圖可知,當後聲腔容積小于一定值時,其變化對低頻性能影響很大。

需要強調的是,Speaker單體品質對鈴聲低頻性能的影響很大。在一般情況下,裝配在聲腔中的Speaker,即便能在理想狀況下改善聲腔的設計,其低頻性能也隻能接近,而無法超過單體的低頻性能。

一般情況下,後聲腔的形狀變化對頻響曲線影響不大。但是如果後聲腔中某一部分又扁、又細、又長,那麼該部分可能會在某個頻率段産生駐波,使音質急劇變差,因此,在聲腔設計中,必須避免出現這種異常空間情況,盡量設計形狀規則的音腔。

對于不同直徑的Speaker,聲腔設計要求不太一樣,同一直徑則差異不太大。根據不同直徑Speaker的低頻諧振點f與後聲腔容積的關系測試數據,具體推薦值如下:

φ13mm Speaker:它的低頻諧振點f一般在800Hz~1200Hz之間。

當後聲腔為0.5cm時,其低頻諧振點f大約衰減600Hz~650Hz。當後聲腔為0.8cm時,f大約衰減400Hz~450Hz。當後聲腔為1cm時,f大約衰減300Hz~350Hz。當後聲腔為1.4cm時,f大約衰減250Hz~300Hz。當後聲腔為3.5cm時,f大約衰減100Hz~150Hz。因此對于φ13mm SPEAKER,當它低頻性能較好(如f在800Hz左右)時,後聲腔要求可适當放寬,但有效容積也應大于0.8cm。當低頻性能較差時(f>1000Hz),其後聲腔有效容積應大于1cm。後聲腔推薦值為1.4cm以上,當後聲腔大于3.5cm時,其容積變化對低頻性能影響會比較小。

當然,對φ13mm Speaker,由于單體偏小,各廠商的産品品質也參差不齊,聽感與更大的Speaker相比會有一定差異,一般情況下不推薦使用。

φ15mm Speaker:它的低頻諧振點f一般在750~1000Hz之間。

當後聲腔為0.5cm時,低頻諧振點f大約衰減850Hz~1000Hz。當後聲腔為1cm時,f大約衰減600Hz~750Hz。當後聲腔為1.6cm時,f大約衰減400Hz~550Hz。當後聲腔為3.5cm時,f大約衰減200Hz~250Hz。因此對于φ15mm SPEAKER,後聲腔有效容積應大于1.6cm。當後聲腔大于3.5cm時,其容積變化對低頻性能影響會比較小。

13×18mm Speaker:它的低頻諧振點f一般在780~1000Hz之間。

當後聲腔為0.5cm時,低頻諧振點f大約衰減850Hz~1000Hz。當後聲腔為1cm時,f大約衰減600Hz~750Hz。當後聲腔為1.6cm時,f大約衰減400Hz~550Hz。當後聲腔為3.5cm時,f大約衰減200Hz~250Hz。因此對于13X18mm SPEAKER,後聲腔有效容積應大于1.6cm。當後聲腔大于3.5cm時,其容 積變化對低頻性能影響會比較小。

13×18mm Speaker 在性能上和φ13mm Speaker有些類似,一般也不推薦使用。

φ16mm Speaker:它的低頻諧振點f一般在750~1100Hz之間。

當後聲腔為0.5cm時,低頻諧振點f大約衰減850Hz~1000Hz。當後聲腔為0.9cm時,f大約衰減600Hz~700Hz。當後聲腔為1.5cm時,f大約衰減400Hz~550Hz。當後聲腔為2cm時,f大約衰減300Hz~350Hz。當後聲腔為4cm時,f大約衰減150Hz~200Hz。因此對于φ16mm Speaker,後聲腔有效容積應大于1.5cm。後聲腔推薦值為2cm,當後聲腔大于4cm時,其容積變化對低頻性能影響會比較小。

φ18mm SPEAKER:它的低頻諧振點f一般在700~900Hz之間。

當後聲腔為0.5cm時,低頻諧振點f大約衰減700Hz~950Hz。當後聲腔為0.9cm時,f大約衰減500Hz~700Hz。當後聲腔為0.9cm時,f大約衰減500Hz~700Hz。當後聲腔為1.5cm時,f大約衰減400Hz~550Hz。當後聲腔為2.1cm時,f大約衰減250Hz~400Hz。當後聲腔為4.3cm時,f大約衰減120Hz~160Hz。因此對于φ18mm Speaker,後聲腔有效容積應大于2cm。當後聲腔大于4cm時,其 容積變化對低頻性能影響會比較小。

綜上所述,可得下表:

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注:

a>. 後音腔設計時,必須保證Speaker後出聲孔出氣暢通,即Speaker後出聲孔距離最近的擋闆距離應大于後出聲孔徑的0.8倍。

b>. 若采用殼體長出膠位密封設計後音腔,則需采用T0.5mm厚泡棉(單面帶膠)為密封材料,殼體膠位厚度設計為0.6mm以上,距離PCB間隙為0.35mm,以封閉音腔。此時泡棉起到雙重作用:即密封及緩沖。

c>. 後音腔容積盡量大些,一般推薦3 cm3以上,但在手機實際設計中難以達到這個要求,則以上述推薦容積設計。

d>. 後音腔如果太小,比如小于1.5或1 cm,則不可設計密封音腔。

4.3 前聲腔對聲音的影響

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前聲腔對低頻段影響不大,主要影響手機鈴聲的高頻部分。随着前聲腔容積的增大,高頻波峰會往不斷左移動,高頻諧振點會越來越低。高頻諧振點變化的對數值與前聲腔容積的增量幾乎成線性關系,如圖3。

注:圖3中橫坐标為前聲腔容積,單位cm。縱坐标為高頻諧振點變化的對數值。

由于手機MIDI音樂的頻帶一般為300Hz~8000Hz,即在該頻段内的頻響曲線才是有效值,因此我們一般希望頻響曲線的高頻諧振點在6000Hz~8000Hz之間。因為如果高頻波峰太高(高頻諧振點大于10000Hz),那麼在中頻段可能會出現較深的波谷,導緻聲音偏小。如果高頻波峰太低(高頻諧振點小于6000Hz),那麼聲腔的有效頻帶可能會比較窄,導緻音色比較單調,音質較差。所以前聲腔太大或太小對聲音都會産生不利的影響。同時,由于出聲孔面積對高頻也有較大的影響,因此設計前聲腔時,需考慮出聲孔的面積,一般情況下,前聲腔越大,則出聲孔面積也應該越大。

當前聲腔過小時,還會造成一個問題,即出聲孔的位置對高頻的影響程度急劇增加,可能會給手機的出聲孔外觀位置設計造成一定的困難。

綜上所述,結合手機設計的實際情況,前聲腔設計時,一般希望前聲腔的墊片壓縮後的厚度在0.5~1mm之間。由于它與出聲孔面積有一定的相關性,因此具體推薦值在下一節給出。

4.4 出聲孔對聲音的影響及推薦值

出聲孔的面積對聲音影響很大,而且開孔的位置、分布是否均勻對聲音也有一定的影響,其程度與前音腔容積有很大關系。一般情況下,前音腔越大,開孔的位置、分布對聲音的影響程度就越小。

出聲孔的面積對頻響曲線的各個頻段都有影響,在不同條件下,對不同頻段的影響程度各不相同。當出聲孔面積小于一定值時,整個頻響曲線的SPL值會急劇下降,即鈴聲的聲強損失很大,這在手機設計中是必須禁止的。當出聲孔面積大于一定阈值時,随着面積增大,高頻波峰、低頻波峰都會向右移動,但高頻變化的程度遠比低頻大,低頻變化很小,即出聲孔面積的變化主要影響頻響曲線的高頻性能,對低頻性能影響不大。

出聲孔面積與高頻諧振點的變化呈非線性關系,且與前聲腔大小有一定的聯系,如圖4示。

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圖4中,橫坐标表示出聲孔的面積,單位mm。縱坐标表示高頻諧振點變化的對數值。

綜上所述,前聲腔、出聲孔面積設計推薦值如下表:

直徑13mm的Speaker

直徑15mm的Speaker

腔墊片壓縮後厚度(mm)

0.3~0.4

0.5~0.7

0.8~1.1

0.3~0.4

0.5~0.7

0.8~1.1

前聲腔容積(cm3)

0.03~0.04

0.05~0.07

0.08~0.11

0.04~0.06

0.07~0.1

0.11~0.16

出聲孔面積最小值(mm2)

2

2

2

2.5

2.5

2.5

出聲孔面積有效範圍(mm2)

4.5~25

5~25

6~28

5~40

6~40

7~40

出聲孔面積推薦值(mm2)

10

12

14

13

15

17

直徑16mm的Speaker

直徑18mm的Speaker

前聲腔墊片壓縮後厚度(mm)

0.3~0.4

0.5~0.7

0.8~1.1

0.3~0.4

0.5~0.7

0.8~1.1

前聲腔容積(cm3)

0.05~0.07

0.08~0.12

0.13~0.18

0.06~0.08

0.10~0.15

0.17~0.24

出聲孔面積最小值(mm2)

3

3

3

4

4

4

出聲孔面積有效範圍(mm2)

6~40

7~40

9~40

7.5~60

8~60

10~60

出聲孔面積推薦值(mm2)

15

16

18

18

20

22

注:13X18mm橢圓形Speaker前聲腔和出聲孔面積可以參考φ15mm Speaker的參數。

上表中最小值表示當出聲孔面積小于該值時,整個頻響曲線會受到較大影響,音量會極大衰減。有效範圍表示出聲孔面積在此範圍之内,一般能滿足基本要求。需要強調是:如果出聲孔在前聲腔投影範圍内,分布比較均勻,且過中心,那麼可以取較小值,否則應取偏大一些的值。建議在一般情況下,不要取有效範圍的極限值。

在實際設計中,如果高頻聲音出現問題,可以通過實際測量結果,修正出聲孔面積進行改善。注意:出聲孔面積減小并不意味着聲強降低,相反在很多情況下,反而可以提高聲強。

當然,為節省時間,在實際設計中,在一般情況下,也可以以下基本設計原則計算确定出聲孔的面積:

a. 出音孔的面積大約占Speaker面積10% ~ 20% 比較合适。

b. Φ2.0 以上及Φ0.8以下的出音孔盡可能避免。建議設計孔徑Φ1.0~Φ1.5mm之間。

因為Φ2.0 以上打出音孔時很容易進入異物,還有因尖銳的物體SPEAKER的振動膜會有損傷的風險;而Φ0.8以下孔在模具的實現及後續注塑時容易産生異常,使音效偏離設計值。

c. 出音孔的最小面積大約是3.6%。一般情況下不要取這個極限值。

4.5 後聲腔密閉性對聲音的影響

後聲腔是否有效的密閉對聲音的低頻部分影響很大,當後聲腔出現洩漏時,低頻會出現衰減,對音質造成損害,它的影響程度與洩漏面積、位置都有一定的關系。

一般情況下,洩漏面積越大,低頻衰減越厲害。洩漏面積與低頻諧振點的衰減成近似線性的關系,如圖5。

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圖5中,橫坐标表示洩漏面積,單位mm。縱坐标表示無洩漏與有洩漏情況下低頻諧振點之差。

在同等洩漏面積情況下,後聲腔越小,低頻衰減越厲害,即洩漏造成的危害越大,如圖6。

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綜上所述,建議結構設計時,應盡可能保證後聲腔的密閉,否則可能會嚴重影響音質。

4.6 防塵網對聲音的影響

相比于其他幾個因素,防塵網對聲音的影響程度較小,它主要是影響頻響曲線的低頻峰值和高頻峰值,其中對低頻峰值影響較大。

防塵網對聲音的影響程度主要取決于防塵網的聲阻值和低頻、高頻峰值的大小。一般情況下,峰值越大,受到防塵網衰減的程度也越大。

防塵網主要有兩個作用,防止灰塵和削弱低頻峰值,以保護Speaker。目前,我們常用的防塵網一般在250#~350#之間,它們的聲阻值都比較小,基本上在10Ω以下,對聲音的影響很小,所以一般采用SPEAKER廠家提供的防塵網差異不會非常大。因此從防塵和聲阻兩個方面綜合考慮,建議采用300#左右的防塵網。

我們以往采用的不織布防塵網存在一個問題,由于不織布的不同區域密度不一樣,因此不同區域聲阻也不一樣,可能會造成同一批防塵網的聲阻一緻性較差。但不織布的成本比網格布低,因此建議設計中綜合考慮性能和成本,一般情況下,盡可能不要采用不織布作為防塵網。

5. 手機Speaker音腔結構設計需注意的重要事項

a>. Speaker出聲孔及聲腔内部設計要圓滑過渡,盡量避免尖角﹑銳角,否則容易産生異響。

b>. Speaker定位筋(Rib)僅對Speaker起到定位作用。

Rib厚度設計為0.6mm,與Speaker單邊間隙設計為0.1, 頂部有導向斜角C0.2~0.3,便于裝配。

RIB的高度可以以低于Speaker接線端的高度0.5mm為基準,一般不宜高出Speaker周邊,否則RIB會阻礙後音腔空氣流通,話音特性會嚴重下降。

c>. 對外殼為塑膠的Speaker,背面轭(即金屬磁罩)受力過大容易脫落。在結構設計時,Speaker底部塑膠定位骨或墊圈類應設計超出轭單邊1.0mm,以使受力分散到Speaker塑膠殼上,避免轭受力過大被壓塌陷。

d>. Speaker前面與殼體間必須有防塵網。

Speaker前方不織布是否是屬薄且稀疏材質讓聲音不緻被悶住,建議用網格布,不要用不織布。

e>. Speaker前音腔泡棉需雙面帶膠,固定在殼體上,保證前後音腔的密閉性。因Speaker前後音腔

振幅相等相位相反,因此不能互通,必須将前後音腔隔離開。否則兩者相位疊加,聲音會變很小。

f>. 需考慮ESD問題。Speaker與外界連通,ESD很容易打進去,因此speaker周圍的卡座﹑電源﹑

連接器等相關元件也要同步考慮好接地。

g>. 對焊線式Speaker,引線要方便焊接,塑膠位需做導線槽,避免走線混亂及塑膠壓線的情況,引線端頭剝線長度1.5mm。

h>. 對彈片式Speaker,PCB焊盤與接觸片X/Y方向必須居中(接觸片必須設計成原始和壓縮兩種狀态),且要求單邊大于接觸片0.5以上。

i>. 若手機空間允許,則Speaker可盡量自帶音腔,由Speaker供應商直接整體供貨。

j>. 如果後音腔不能做到密封,則後音腔容積盡量大些,且洩漏孔需遠離Speaker,這樣會減少後

音腔密閉性不好所帶來的負面影響。

k>. 圓形喇叭用于手機中時,最好采用圓形出音孔。否則,會因為振動體與出音孔的形狀差異,引起頻率特性變化,使聲音變得尖銳。

l>. 翻蓋手機使用一個Speaker/Receiver二合一單面發聲完成放音和受話功能時,應使上、下蓋保持一定的間隙(最少>0.4mm)或者開設導音槽。

6. 手機用Receiver簡介﹑選擇原則及其結構設計

6.1 Receiver簡介

Receiver工作原理和Speaker一樣,也是一個電聲換能器。

Receiver是在手機上為實現聲音通話而使用的一個元件。

手機Receiver音壓頻率使用範圍在300Hz~3.4KHz,功率0.3~0.6W。

Speaker是在離耳朵任意的距離和方向都能聽到聲音,相反Receiver是緊貼在耳朵為了傳達通信的聲音通話或是短信聲音的SPEAKER的一種。

Receiver和Speaker相比,不需要高的功率,所以一般在結構設計上不會收到很多制約。

6.2 Receiver的選擇注意事項

Receiver的選擇不象Speaker那樣嚴格,一般選用大量生産批量驗證過的産品,圓形或方形均可,主要根據結構空間确定。但盡量不要去選用剛開發出來的偏小﹑偏薄或異型的産品,因為這樣會影響聽筒的音量及受話效果。

如果是因結構需要選擇異型的,則導音套的設計就相當關鍵了。

6.3 手機Receiver音腔結構設計需注意的重要事項

a>. Receiver出聲孔及音腔内部要過渡圓滑, 避免尖角﹑銳角,以免影響聽筒音質。

b>. Receiver定位筋(Rib)僅對Receiver起到定位作用。Rib厚度設計為0.6mm,與Receiver單邊間隙設計為0.1, 頂部有導向斜角C0.2~0.3,便于裝配。

c>. 對外殼為塑膠的Receiver,背面轭(即金屬磁罩)受力過大容易脫落。在結構設計時,Speaker底部塑膠定位骨或墊圈類應設計超出轭單邊1.0mm,以使受力分散到Receiver塑膠殼上,避免轭受力過大被壓塌陷。

d>. Receiver前面與殼體間必須有防塵網。

不織布的材質選擇原則同Speaker防塵網材質。

e>. Receiver前音腔泡棉需雙面帶膠,固定在殼體上,保證音腔的密閉性。否則會使聽筒聲音變得很小。

f>. 需考慮ESD問題。Receiver與外界連通,ESD很容易打進去,因此Receiver周圍的連接器等相關元件也要同步考慮好接地。

g>. 對焊線式Receiver,引線要方便焊接,塑膠位需做導線槽,避免走線混亂及塑膠壓線的情況,引線端頭剝線長度1.5mm。

h>. 對彈片式Receiver, PCB焊盤與接觸片X/Y方向必須居中(接觸片必須設計成原始和壓縮兩種狀态),且要求單邊大于接觸片0.5以上。

l>. 彈片式Receiver可能會頂起A殼,導緻A殼變形,使LCM進灰塵,因此彈片不能太硬,且設計壓縮尺寸合理。

m>. 出聲孔的總面積大約占Receiver總面積的 2.5% ~ 5.0% 比較合适。

長條形出聲孔推薦孔寬≥0.6mm,φ1.5mm≤圓孔孔徑≥φ1.0mm。

n>. Receiver前音腔高度=0.6~1.0mm(環形凸筋 泡棉總高度)。

o>. 對于異型結構Receiver,導音套的設計需平滑過渡,采用軟材料如矽膠,保證聲道的密閉性及暢通性。

7. Speaker/Receiver二合一一體聲腔及其結構設計

7.1 Speaker/Receiver一體單面發聲聲腔及其結構設計

一體單面發聲的Speaker/Receiver,其聲腔設計、結構設計及其注意事項等同單體Speaker。

7.2 Speaker/Receiver一體雙面發聲聲腔及其結構設計

一體雙面發聲的Speaker/Receiver,其聲腔設計的原理和單體Speaker是一樣的,但要特别注意的是,因為是雙面發聲,很容易疏忽Speaker端的後音腔的導通問題。若Speaker端後出聲孔被堵,導緻聲音發不出來,再好的後音腔設計都沒有任何作用。

因Speaker後出氣孔在Receiver端,故Receiver端的定位圈不能密封,否則使Speaker後出氣孔與後聲腔隔離而發不出聲音。

Speaker和Receiver的Rib不能互相連接。

因為Rib會完全包裹Speaker,這時在Speaker Receiver的後面完全沒有空氣流通,音響特性會嚴重的喪失。即使在Rib的旁邊打Hole,也是會因空氣的流通少,結果還是一樣的。

因一體雙面發聲的Speaker/Receiver在實際中使用不多,設計經驗也有所欠缺,故在實際使用中遇到時再另行研究解決,或後續再将此設計規範補充、完善。

8. 手機用MIC結構設計

8.1 MIC簡介

MIC就是麥克風,是将聲音信号轉換為電信号的一個元件,即完成聲-電轉換。與Receiver相反,MIC實際上是一個聲電換能器。

相比Speaker及Receiver,MIC結構設計受到的制約更少,結構設計變得相對容易。

8.2 手機MIC結構設計需注意的重要事項

a>. MIC出聲孔及内部音腔要過渡圓滑, 避免尖角、銳角。

b>. MIC與殼體間必須采用MIC套(矽膠套,65度), 防止MIC和Speaker在殼體内形成腔體回路,通話時對方易聽到回音及産生嘯叫。允許用Keypad上面自帶的Rubber來固定MIC。

c>. 矽膠套與MIC腔體Rib的設計配合單邊間隙為0.MIC後面需固定緊密,MIC不能松動或彈出腔體。

d>. MIC出聲孔面積≥1.0mm2, ,圓孔≥φ1.0mm.

e>. 對于翻蓋手機,合上手機後,音孔不能與receiver重合,否則極易在合蓋時産生明顯嘯叫。

設計時需錯開距離10mm以上,或者,最徹底的解決方法,就是MIC聲孔朝下設計。

f>. 需考慮ESD問題。MIC與外界連通,ESD很容易打進去,因此MIC周圍的卡座,連接器等關鍵器件也要同步考慮好接地。

g>. 對焊線式MIC,引線要方便焊接,塑膠位需做導線槽,避免走線混亂及塑膠壓線的情況,引線端頭剝線長度1.5mm。

h>. 對于焊針式的MIC,為了防呆,它的兩個焊針一般都設計成偏心的,那麼PCB上要注意增加設計Mark區域,以防止焊反。

i>. 對FPC方式的MIC,FPC與PCB應設計焊接定位孔,采用夾具定位焊接。否則焊接的時候很難定位,與殼體配合也容易出問題,導緻機械測試失敗。

l>. 對接觸式的MIC,垂直壓縮設計很重要,需根據廠商推薦的尺寸規格進行設計。壓縮不到位容易産生接觸不良,壓縮太緊會影響PCB導電銅箔壽命。

後記:

以上音腔設計的資料是通過大量經驗總結及測試得來的,綜合參考了多種渠道的音頻資料,請教了相關資深手機音頻專家,在此一并緻謝。

但是由于聲音具有一定的特殊性,因此,建議設計師采取理論結合實踐的方法,多通過手闆等實際測試,以對一些設計細節進行調整、優化。

由于經驗所限,歡迎大家對此規範提出改善意見,我們将不斷補充、完善!

需要原文檔的同學,私信我回複:資料,自動領取

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