揚聲器-FAE培訓(2016-08-27)

1、 電聲事業(yè)部電聲事業(yè)部電聲學基本常識聲音速度 常溫常壓下,一般空氣速度為 340米/秒 溫度越高,聲速會越大液體、固體的傳播速度比空氣快電聲學基本常識1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電聲學基本常識人耳可接受到的頻域范圍 通常范圍：20Hz-20KHz20Hz以下稱為次聲波，20KHz以上稱為超聲波語音范圍：300-3400Hz人耳可接受的聲壓級 正常人能聽到的最小聲壓級 2E-5 Pa 0dB 普通談話聲 2E-2 Pa 60dB交響樂/高聲講話 0.2 Pa 80dB紡織廠 2 Pa 100dB鼓風機 20 Pa 120dB (痛閥)飛機起飛 200 Pa 1

2、40dB導彈發(fā)射 2000 Pa 160dBSPEAKER/RECEIVER 工作原理應(yīng)用的基本原理-電、磁、力電 流 方 向 向 內(nèi) 的 導 線電 流 方 向 向 外 的 導 線帶有電流的導線切割磁力線，會受到磁場的作用力。導線在磁場中的受力方向符合左手定律作用力大小F=BLi （其中B為磁感應(yīng)強度，L為導線長度，i為電流工作原理1SPEAKER/RECEIVER 工作原理SPEAKER 發(fā)聲原理SPEAKER的磁路系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)形磁間隙，其間布滿均勻磁場SPEAKER的振動系統(tǒng)由導線繞成的環(huán)形音圈和與之相連的振膜音圈被饋入信號電壓后，產(chǎn)生電流，音圈切割磁力線，產(chǎn)生作用力 。帶動振膜一起運動，振

3、膜策動空氣發(fā)出相應(yīng)的聲音 整個過程為： 電-力-聲 的轉(zhuǎn)換SPEAKER工作原理2一般SPEAKER的構(gòu)造SPEAKER/RECEIVER 工作原理產(chǎn)品類別及特性介紹產(chǎn)品類別及特性介紹Product categories and characteristicsKey ProductRR150623LA靈敏度 1103dB at 1KHz 179mV 額定功率10mW 最大功率20mW額定阻抗3215%Ohm諧波失真10% at 1kHzRR150623LE靈敏度 1153dB at 1KHz 179mV 額定功率10mW最大功率20mW額定阻抗3215%Ohm諧波失真10% at 1kHzSR

4、151130LA靈敏度 843dB 1Vrms/10cm at 2kHz額定功率0.7W 最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHzSR151130WA靈敏度 843dB 1Vrms/10cm at 2kHz額定功率0.7W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHz紅黑SR151135LA靈敏度 843dB 1Vr

5、ms/10cm at 2kHz額定功率0.7W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHzSR151135WA靈敏度 843dB 1Vrms/10cm at 2kHz額定功率0.7W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHz紅黑SR160930LA靈敏度 883dB 0.1W，0.1m at 2KHz 額定功率0.5

6、W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHzSR160930WA靈敏度 883dB 0.1W/10cm at 2KHz 額定功率0.5W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率50020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.0CC back cavity )諧波失真10% at 1kHz紅黑SR201430LA靈敏度 913dB 0.1W/5cm at 2KHz 額定功率0.5W最大功率1.0W額定阻抗815% Ohm諧振

7、頻率38020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.5CC back cavity ) 諧波失真10% at 1kHzSR201430WA靈敏度 913dB 0.1W，0.05m at 2KHz 額定功率0.5W最大功率1.0W額定阻抗815%Ohm諧振頻率38020%Hz(in free air)80020%Hz(with 1.5CC back cavity ) 諧波失真10% at 1kHz紅黑應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南以以1511為例為例目 錄2. 結(jié)構(gòu)尺寸電聲參數(shù) 3.1 靈 敏 度 3.2 承受功率 3.3 額定阻抗 3.4 直流阻抗 3.5 諧振頻率 3.6

8、TS 參數(shù)4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 音腔結(jié)構(gòu) 4.2 束邊固定 4.3 聲阻相關(guān)5. 聲學應(yīng)用 5.1 音腔設(shè)計 5.2 模擬仿真 5.3 實測曲線 5.4 前腔容積 5.5 聲孔形狀2. 單體結(jié)構(gòu)尺寸單體結(jié)構(gòu)尺寸 主要的單體結(jié)構(gòu)尺寸見 Fig.1 并且可以提供3D圖給客戶，以便做結(jié)構(gòu)仿真.Fig.1 單體結(jié)構(gòu)尺寸 應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南3.關(guān)鍵電聲參數(shù)關(guān)鍵電聲參數(shù) 3.1 靈敏度(1cc test-box and in baffler 10cm) Sensitivity at 1KHz: 88dBSPL at 10cm/1Vrms Sensitivity at 2KHz: 85dBSPL at

9、 10cm/1Vrms Sensitivity at 4KHz: 85dBSPL at 10cm/1Vrms 3.2 承受功率 Loudspeaker mounted in lifetime test device (1cc back cavity, open front) Rated. Noise Power(IEC268-5): 500mW(RMS) Long Term Maximum Power(1min. ON/2min. OFF): 600mW(RMS) (pink noise, high-pass filter (12dB/Oct) to avoid exceeding maxim

10、um excursion) Short Term Maximum Power (1sec. ON/1min. OFF): 1000mW (RMS) (pink noise, high-pass filter (12dB/Oct) to avoid exceeding maximum excursion) 3.3 額定阻抗(Z0): 8 2kHz, 1Vrms input 3.4 直流阻抗(DCR): 7.4 3.5 諧振頻率 (fo): 500Hz（1Vrms） 850Hz（1Vrms in 1cc closed box） 3.6 TS 參數(shù):QSR151135LA01 T/S paramet

11、erBL0.88TmDd11.83mmparameter11x15x3.5unitMms83ukgSd110umFs470HzCms1.303mm/NVas2.15umQms2.2Rms43.8mkg/sSensitivity73dB SPLQes1.12Rdc7.4ohmQts2.28Zs16.9ohmTable1 Typical TS Parameters 應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計如何把1511喇叭放進手機等設(shè)備里面是在設(shè)計之初就要必須考慮的問題，目前常規(guī)的有兩個途徑：一是直接做成Speaker Box，另外一個是設(shè)備（手機等）內(nèi)部做束邊加上一些泡棉，防塵網(wǎng)等附件密封；

12、因為1511結(jié)構(gòu)關(guān)系，必須要用到防塵網(wǎng)，作用是阻止灰塵或者磁性的碎屑通過出音孔粘到膜片上。4.1 音腔結(jié)構(gòu)音腔結(jié)構(gòu)Fig.2 顯示了一個典型的用外接線引出Speaker box 組成及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。關(guān)于具體的尺寸，根據(jù)客戶端的需求而定。SpeakerBack volumeReinforcing ribFig.2 Speaker Box and Internal StructureOutlet Gasket Speaker BoxPCBFig.3 Speaker Box Inside Equipment 應(yīng)用Speaker Box有諸多方面的優(yōu)點，比如在聲學性能的一致性以及不用再去考慮如何通過周邊結(jié)

13、構(gòu)達到密閉的效果,缺點在于尺寸的增加及成本的提高，設(shè)計開發(fā)周期的增長.應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南4.2 束邊固定束邊固定利用機械束邊結(jié)構(gòu)組成的密閉性良好的后腔來將Speaker裝入到設(shè)備中也是常用的方案之一，在這樣的設(shè)計中，一般會在Spaker的前蓋與型腔的出音孔間加一個膠圈,更好的提升密封性;膠圈粘接(Fig.4).并且由于膠圈本身的彈性會對跌落實驗也會起到緩沖的作用。Fig.4 膠圈尺寸Back VolumePCBSpeakerOutletsCoverAdhesive layer APoronAdhesive layer B推薦的膠圈厚度在0.6mm 到 1.2mm.內(nèi)部的尺寸最好稍大于8X1

14、2mm, 比如9.8X13.8mm.或者直接 取整到10X14mm，常規(guī)的膠圈分為三層組合：上下兩層是雙面膠，中間為一層可壓 縮的PORON(Fig.4)。A層雙面膠和型腔粘接，B層雙面膠和前蓋粘接最好是A層雙面膠的粘接力稍微弱一點，具體的推薦列表Table.2 to Table.4應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南Table 2 Adhesive Layer A Supplier Part No. Peeling Force (N/cm) Thickness (m) 3M900931 (Steel) 60 NO560331 (Steel) 60 TESA497239 (Steel) 60 Materia

15、l Description Part No. Density (kg/m3) Thickness(mm) 4790-92-12020 3111920.54790-92-12030 3151920.754790-92-12039 31919214790-92-12049 3061921.254790-92-12059 3081921.5Supplier Part No. Peeling Force (N/cm)Thickness (m) 3M46748 (Steel) 80 TESA6903352 (Steel) 180TESA6907552 (Steel) 180 Table 3 Poron

16、Table 4 Adhesive Layer A Notes: (steel) means peeling force on steel surface應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南4.3 防塵網(wǎng)防塵網(wǎng)聲學的阻尼網(wǎng)可以用來防塵、防水以及聲學方面的細微調(diào)整.防塵一般是最主要的目的 (Fig.5&Fig.6)：因為如果有一些微小顆粒粘浮在膜片上，喇叭工作的時候就會出現(xiàn)音質(zhì)不佳甚至雜音.防塵網(wǎng)可以用來防護這些微小顆粒的進入。MeshFig.5 Mesh on The Sound Outlet Fig.6 The Mesh on a Sound Outlet of a Mobile Phone In

17、certain applications, the industrial design defines the appearance of the mesh, such as color, texture and coating. For reference, some mesh models are listed in Table.5 and sorted according to the acoustic resistance, from high value to low value. The well known acoustic mesh suppliers are Saati an

18、d Sefar. Generally, the mesh has a black or white colors, other colors have to be customized. 應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南Typical Range of Mesh Material Mechanical Parameters Acoustic Resistance Value Type Number Particle Removal (%)-(um) Thickness (um) MKS Rayls GCS Acoustic Ohms over 1cm Saatifil Acoustex 260 99%-

19、15um 6026026Saatifil Acoustex 16099%-20um5816016Saatifil Acoustex 14599%-25um7514514.5Saatifil Acoustex 09099%-40um1250909Saatifil Acoustex 04599%-50um1080454.5Saatifil Acoustex 02599%-55um480252.5Saatifil Acoustex 01099%-125um1050101Saatifil Acoustex 00699%-110um630060.6Table 5 Reference Mesh Model

20、s 應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南5. 聲學應(yīng)用聲學應(yīng)用 聲學應(yīng)用部分的設(shè)計主要包括：背腔、前腔以及出音孔三個大的方面，有時也會涉及一些密閉背腔氣壓平衡方面的考慮；密閉背腔在此款Speaker的應(yīng)用上是一個非常重要的因素，在實際的應(yīng)用中，有兩個方式：一個是直接使用“Speaker Box”裝入設(shè)備中，Speaker Box的設(shè)計最好是由有著這方面設(shè)計經(jīng)驗的喇叭廠或者天線廠提供；另外一個就是在設(shè)備內(nèi)部客戶端自己設(shè)計機械結(jié)構(gòu)的束邊形成密閉背腔，這對于結(jié)構(gòu)的節(jié)省有很大的好處；我們有專業(yè)的聲學結(jié)構(gòu)設(shè)計團隊，如果有這方面的困惑，可以直接聯(lián)系；5.1 背腔背腔對于聲學曲線有著很重要的影響，詳見如下：5.1.1 軟

21、件模擬仿真 The simulation circuit model in MicroCap9.0 is shown in Fig.7. Fig.7 Simulation Circuit Model 模擬測試條件設(shè)定如下： 障板測試背腔 0.7cc/1cc/1.5cc/ 2cc/ 3cc 測試距離10cm應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南The frequency response of the simulation is shown in Fig.8 and f0 (resonance frequency) in Table.6. Fig.8 SPL Frequency Response 0.7cc1.

22、0cc1.5cc2cc3ccBack volume (cc) F0 (Hz) 0.791118201.573726803611Table 6 Back Volume vs. F0 背腔容積大會得到低Fo.這就意味著，如果想得到寬頻帶，一個有效的方案是采用一個大一點的背腔。但是，背腔也不是越大越好，當背腔大于3cc時,低頻的影響便不會那么明顯了， 這時的Fo的決定因素主要是喇叭本身了。還有一點也要注意：振幅在大背腔低Fo情況下會超出范圍，這時喇叭會出現(xiàn)破音通過仿真來得到Fig.9的曲線，模擬輸入電壓：2V，Table 7為對應(yīng)峰峰值的振幅得出結(jié)論：對于這顆料，最大背腔不能超過1.5cc，最佳推薦

23、背腔容積為1cc;推薦范圍：0.8-1.5cc，再小的背腔會得到一個較高的F0，我們不推薦這種做法。應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南Fig.9 不同背腔下振幅模擬3.0cc3.0cc1.5cc1.0cc0.7ccTable 7 Back volume vs. 振幅峰值Back volume (cc) 振幅峰值 (mm) 0.70.5510.6421.50.75320.82930.929Notes：振幅最大不能超過：振幅最大不能超過0.8mm，紅色數(shù)字標識的即為，紅色數(shù)字標識的即為NG；應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南5.1.2 測試夾具測試夾具Fig.10組合后腔來做實際曲線測試，得到曲線Fig.11Fig.10 Sectional Drawing of The Simulation Appliance Fig.11 Different Back Volume with Practical Application 0.7cc1.0cc2.0cc1.5cc應(yīng)應(yīng) 用用 指指 南南5.1.3 前腔容積前腔容積前腔容積被定義為Speaker前蓋到型腔出音孔內(nèi)表面的部分（Fig.12）Fig.12