藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)講座.ppt

藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)專題講座 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法聲學(xué)設(shè)計(jì)Mic的選擇及聲腔設(shè)計(jì)Receiver的選型及聲腔設(shè)計(jì)LessonLearn 主要內(nèi)容 目錄 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 聲音速度 常溫常壓下 一般空氣速度為340米 秒溫度越高 聲速會(huì)越大液體 固體的傳播速度比空氣快 聲音傳播方式 聲音的傳播需要介質(zhì) 在真空中不能傳播聲波屬于縱波 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 人耳可接受到的頻域范圍 通常范圍 20Hz 20KHz20歲之后可能下降到16kHz 并且隨著年齡的增大 上限頻率會(huì)繼續(xù)降低20Hz以下稱為次聲波 20KHz以上稱為超聲波語(yǔ)音范圍 300 3400Hz 人耳可接受的聲壓級(jí) 正常人能聽到的最小聲壓級(jí)2E 5Pa0dB 聽閾 普通談話聲2E 2Pa60dB交響樂 高聲講話0 2Pa80dB紡織廠2Pa100dB鼓風(fēng)機(jī)20Pa120dB 痛閥 飛機(jī)起飛200Pa140dB導(dǎo)彈發(fā)射2000Pa160dB 有用的單位 dBSPL 20 log P P0 a 聲壓增大一倍 dBb 60dB加70dB等于多少dBm 10 log W 1mW 功率大一倍 dBdBV 20 log V 1V dBFs 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) SPEAKER發(fā)聲原理 磁路系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)形磁間隙 其間布滿均勻磁場(chǎng)SPEAKER的振動(dòng)系統(tǒng)由導(dǎo)線繞成的環(huán)形音圈和與之相連的振膜音圈被饋入信號(hào)電壓后 產(chǎn)生電流 音圈切割磁力線 產(chǎn)生作用力 帶動(dòng)振膜一起運(yùn)動(dòng) 振膜策動(dòng)空氣發(fā)出相應(yīng)的聲音整個(gè)過程為 電 力 聲的轉(zhuǎn)換 饋入信號(hào)與發(fā)出聲音的對(duì)應(yīng) 磁場(chǎng)恒定 音圈受到的電動(dòng)力隨著電流強(qiáng)度和方向的變化而變化音圈在磁間隙中來(lái)回振動(dòng) 其振動(dòng)周期等于輸入電流的周期 振動(dòng)的幅度則正比于各瞬時(shí)作用的電流強(qiáng)弱音圈有規(guī)則的帶動(dòng)振膜一起振動(dòng) 策動(dòng)空氣發(fā)出與饋入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的聲音 工作原理3 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) SPEAKER與RECEIVER的區(qū)別 SPEAKER通過一定距離被人耳接聽 RECEIVER直接被人耳接聽 SPEAKER的工作范圍寬 涉及音樂范疇 RECEIVER的工作范圍為人聲語(yǔ)音 SPEAKER的功率比較大 RECEIVER的功率比較小 SPEAKER的幾何尺寸較大 RECEIVER的幾何尺寸可以較小 SPEAKER在手機(jī)上的位置隨意性大 而RECEIVER只在一個(gè)位置 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 頻率響應(yīng)曲線FrequencyResponseCurve 0 1W 0 1m 有效頻率范圍EffectiveFrequencyRange 600 20KHz 特性靈敏度SPL 98 3dB1KHz0 5W 5cm 諧波失真TotalHarmonicDistortion THD 15 0 5W 諧振頻率F0800 20 Hz額定阻抗RatedImpedance8 15 ohms額定功率 最大功率Ratedpower Max power0 5W 1W 描述SPEAKER性能的參數(shù) 典型參數(shù) 頻率響應(yīng)曲線FrequencyResponseCurve 179mV 有效頻率范圍EffectiveFrequencyRange 300 3400Hz 特性靈敏度SPL 110 3dB1KHz179mV 諧波失真THD 5 300 3400Hz179mV 諧振頻率F0300 20 Hz額定阻抗RatedImpedance32 15 ohms額定功率 最大功率Ratedpower Max power10mW 30mW 描述RECEIVER性能的參數(shù) 典型參數(shù) 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) SPEAKER的測(cè)試方法 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) RECEIVER的測(cè)試方法 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) RECEIVER的測(cè)試工裝與對(duì)應(yīng)的曲線 不泄漏高低式 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) RECEIVER的測(cè)試工裝與對(duì)應(yīng)的曲線 不泄漏平曲線 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) RECEIVER的測(cè)試工裝與對(duì)應(yīng)的曲線 泄漏平曲線 聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 藍(lán)牙耳機(jī)的三種音頻模式 Narrowband HFP HSP SCO窄帶語(yǔ)音通話模式支持8K 16bit采樣率 頻寬要求不高 一般為300Hz 3 14kHzWidebandspeech HFP HSP SCO CSR BC05 8670寬頻語(yǔ)音通話模式語(yǔ)音更清晰支持16KHz 16bit采樣率 頻寬要求較高 一般為200Hz 6 8kHzFullbandusecase ViaA2DPprofile CSR BC05 8670全頻音樂模式支持44 1KHz 16bit采樣率 CD音質(zhì) 對(duì)頻響曲線要求較高 一般20Hz 20KHz不支持Uplink 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 藍(lán)牙耳機(jī)的聲學(xué)指標(biāo) 聲學(xué)測(cè)量參考點(diǎn)介紹 MouthReferencePoint MRP 嘴巴參考點(diǎn) 仿真嘴唇前25mm 4 7dBPaattheMRP Uplink 0dBPacalibrationatMRPEarReferencePoint ERP 耳朵參考點(diǎn)SCO模式響度計(jì)算DRP ERP安全測(cè)試計(jì)算DRP ERPDrumReferencePoint ERP 鼓膜參考點(diǎn)通常測(cè)試FullBand用DRP 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 藍(lán)牙耳機(jī)的聲學(xué)測(cè)量方法 把耳機(jī)佩戴在HATS上打開耳機(jī) 與AG建立鏈接調(diào)整耳機(jī)至合適音量運(yùn)行測(cè)試系統(tǒng)記錄及整理數(shù)據(jù) 消聲室 無(wú)響室 消聲室凈空尺寸本底噪聲自由場(chǎng)半徑截止頻率 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 WindNoisetest 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 Testsurroundings SNRiTest SNRitestresult 藍(lán)牙耳機(jī)聲學(xué)指標(biāo)及測(cè)量方法 聲學(xué)設(shè)計(jì) Mic部分 單體的選擇 Omni directional Uni directional Bi directionalElectretCondenserMicrophone ECM MEMSMicrophone digital Mic方案及聲學(xué)要求單Mic方案 時(shí)間函數(shù) 越靠近嘴 信噪比越高多Mic方案 降噪 軸線指向嘴Mic單體間距離由算法需求決定 通常12 39mm垂直和水平放置對(duì)聲學(xué)的影響Mic之間頻響曲線的要求遠(yuǎn)離Receiver 避免Doubletalk 聲學(xué)設(shè)計(jì) Mic聲腔設(shè)計(jì) 避免開放式的設(shè)計(jì) 即裸Mic設(shè)計(jì) EchoissueMicBoot作用 消除回聲密封Mic單體 防止來(lái)自Receiver信號(hào)通過結(jié)構(gòu)腔傳到Mic把導(dǎo)聲孔引到殼體外面 提高信噪比Mic前腔容積要適當(dāng) 過大容易形成回聲 過小可能高頻會(huì)截止MicBoot孔徑 1 1 2mm 不要小于 0 7避免細(xì)長(zhǎng)聲孔導(dǎo)聲孔位置1 底部下側(cè) 2 底部背側(cè) 3 底部旁側(cè) 降風(fēng)噪效果依次是3 2 1 風(fēng)噪更容易產(chǎn)生于尖角處 因此平滑圓弧設(shè)計(jì) 有利于降低風(fēng)噪 LessonLearn1 Blackbird Risk Opendesignformicrophonemayleadtoechoissue Cause 1 MicunitislocatedonPCBAwithoutmicboot 2 Micholesonbottomcovercanbeblockedwhenheadsetisbeingworn Solution 1 Addtwoslotsontheedgeofbottomcoverwhichwillnotbeblockedbyface2 Addanacousticfabricinthebackcavityofspeakerhousing itwillkilltheresonancefromspeakerbackcavity Twoslotsareadded Micholes Lesson Becautiousofacousticperformanceifthere sariskforthemicholesbeingblocked AvoidtouseopendesignformicrophoneDomoreverificationsusingmockupsamples RCV部分 Receiving聲腔的作用Receiver前后聲波的振幅相同 相位相反隔離前后聲波 避免聲干涉 短路腔體左右著Receiver的低頻重放 Receiving聲腔的設(shè)計(jì)聲學(xué)仿真 用mockup樣品驗(yàn)證后腔體積 60 200mm3 一般情況receiver瀉聲孔至后蓋至少3mm 總之 較大的后腔可以獲得較好的低頻重放后腔瀉聲孔 0 8 2 0mm 注意瀉聲孔帶來(lái)THD升高 Mesh的選擇前腔容積要適當(dāng) 一般10 20mm3 過大對(duì)低頻和高頻都有衰減前腔出聲孔 聲孔變小意味著前腔變大 3KHz附近有一個(gè)頻響峰 出聲孔變大 意味著前腔變小 頻響曲線較為平坦 建議不小于 0 8 超過 2頻響變化不大 Receiving單體的選擇按用途選擇 NarrowbandorFullband 功率滿足要求 具體結(jié)合芯片的最大輸出阻抗 客戶要求 直徑大的單體 調(diào)音余地較多 聲學(xué)設(shè)計(jì) RECEIVER聲腔 出音孔對(duì)頻響曲線的影響 聲學(xué)設(shè)計(jì) LessonLearn2 Bunny Bunny后腔泄聲不確定問題 現(xiàn)象描述B4 0階段 產(chǎn)線測(cè)試音頻不良率達(dá)到70 ReceiverResponse RLR SensitivityFailed 原因分析聲學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn) 蓋子和導(dǎo)光柱連體設(shè)計(jì) 后腔密封性能以保證一致外采receiver 前后腔漏聲 掩蓋問題B3 0時(shí) 打后蓋密封膠比較均勻 再加上產(chǎn)線測(cè)試工裝及系統(tǒng)不穩(wěn)定 沒