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1、 手机机壳声结构对声性能的影响手机机壳声结构对声性能的影响（参考资料之二）（参考资料之二）振铃扬声器及机壳声结构的分析振铃扬声器及机壳声结构的分析 （5 5 页）页）手机机壳对受话器频率特性的影响手机机壳对受话器频率特性的影响 （6 6 页）页）深圳市美欧电子股份有限公司深圳市美欧电子股份有限公司南京电声技术中心南京电声技术中心振振铃扬铃扬声器及机壳声声器及机壳声结结构的分析构的分析一、振一、振铃扬铃扬声器的声器的结结构构该扬声器为外磁式动圈扬声器，振动系统与磁路系统由注塑外壳连为一体。外径约 16mm。振膜前有开孔的前盖，上面贴有声阻材料（似为无纺布），布上并粘有一层薄垫圈；T 铁极芯中心开
2、有一通孔，经后盖板与大气相通，孔口贴有声阻材料（丝绢类）。其结构示意图见图 1。振膜声阻材料音圈 前盖外壳上夹板磁体铁孔声阻材料接插件图1 振铃扬声器结构示意图二、机壳声、机壳声结结构的描述构的描述当扬声器放入机壳时，扬声器前盖将与一个极薄的腔体相耦合，从前盖孔1V出来的声波，首先进入该腔体，再通过一个狭缝（约 8X1mm）进入另一个体1AM积较大的腔体，然后经机壳出声孔与大气相通。2V2AM振膜背面所辐射的声波，经极芯中心的孔及后盖板上的声阻材料，进入机壳中一个较大的腔体（相当于与大气相通）。V振膜前面的等效声结构，见图 2 所示。1P振膜)(22VCA2AM)(11VCAAfAfRM1AM
3、)(fAfVC三、扬扬声器安装至机壳后的等效声学声器安装至机壳后的等效声学线线路路扬声器安装至机壳后，其等效声学线路如图 3 所示。pAfC1ACARZABC2AC图 扬声器安装至机壳后的等效声学线路 DUAABABCRM图中：振膜的驱动压力 （），且paPDSiBpl为磁感应强度 （）BT图 振膜前的等效声结构ADMASCAfMAfR1AM2AMASR为音圈导线的有效长度 （）；lM为音圈中的信号电流 （）；iA为振膜的等效面积 （）；DS2M振膜的容积速度 （）；且DUsM3DcDSU为音圈的振动速度 （）；csM振膜支撑系统的等效声阻（）;ASR5MsN 振膜的等效声质量 （）；ADM4
4、MKg振膜支撑系统的等效声顺 （）；ASCKgsM242振膜与前盖之间腔体的等效声顺 （）；且AfCKgsM242cVCf Af前盖孔的等效声质量 （）； 且AfM4MKgff AfSMl其中 为空气密度 （）;3MKg为前盖孔的等效长度 （）；flM为前盖孔的等效面积 （）;fS2M若开孔数为个，则n niifSS1为第 个孔的面积。iSi为前盖孔声阻材料的等效声阻 （）；AfR5MsN 为前盖与机壳之间腔体的等效声顺 （）；1ACKgsM24狭缝的等效声质量 （）；1AM4MKg狭缝与机壳出声孔之间的较大腔体的等效声顺 （）；2ACKgsM24且 22 2cVCA机壳出声孔的等效声质量 （
5、）；且2AM4MKg22 2SMAl其中 1.20为空气密度;3MKg为孔之等效长度 （）；2lM为孔之等效面积 （）; 32S2M出声孔外端的辐射声阻抗 （）；且ARZ5MsN ARARARMjRZ为辐射声阻； 为同振质量；ARRARM为振膜后腔的等效声顺 （）；ABCKgsM24T 铁中心开孔的等效声质量 （）；ABM4MKgT 铁中心开口处声阻材料的声阻 （）；ABR5MsN T 铁开口外，机壳腔体的等效声顺；通常因腔体体积较大，抗值AC甚小，可视为短路。考虑到； 、的值较小，频率不太高时，抗值甚大，可视作开路；AfC1ACABC 、的值较小，频率不太高时，抗值甚小，可视作短路；AfM1
6、AMABM 抗值甚小，可视为短路。AC 当时 。kaARARMjZaMAR1952. 0其中； 1.20为空气密度;3MKg为出声孔半径；a则等效声学线路可简化为图。图 简化的声学线路PABRARM2AC2AMUD RAS MAD CAS RA4四、等效等效线线路的分析路的分析由图可知： 机壳声结构的作用，一般为声学滤波器（低通），如图虚线框内所示。可据扬声器的频响特性，适当设计之值，使扬声器所发之声通过22AACM声结构后，高频有所衰减，从而低频相对丰满，可使听感柔和。 若为了提高振铃的输出声级，也可刻意设计腔体（即）及出声孔的2AC几何尺寸（即），使其在某个频率附近发生2AM22)(1 2
7、1AARARCMMf谐振，以期提高声输出，但失真可能增大。五、结论结论机壳声结构（腔和孔）的设计（主要是、的设计），应与扬声器的频响特2AM2AC仿真耳麦克风垫圈机壳声级计受话器m/s ,Rm/s,CmS图二图一性相配合，以期达到最佳效果。不同的扬声器，声结构的几何尺寸是不同的。5手机机壳手机机壳对对受受话话器器频频率特性的影响率特性的影响根据受话器的结构（图一）及其在手机机壳中的安装方式（图二）仿真耳麦克风垫圈机壳声级计受话器m/s ,Rm/s,CmS图二图一图一受话器即可画出受话器安装至机壳后的等效声学线路，如图三所示。DUAMARAC1AM1AR2AM2ARlUp1AC2AClZ3AC3
8、AM3AR4AC图三 受话器安装至机壳后的等效声学线路 1图中； 为振膜所受之压强 （）；pSFp2mN为振膜所受之推动力 （Newton）；iBFl为振膜之等效面积 （）；S2m； 为振动系统之等效声质量（）；AM2SMMAM4mKg为等效质量 （）；MMgK； 为振动系统之等效声顺 （）；AC2SCMACNm5为等效力顺 （ ）；MCNewtonm； 为振动系统之等效声阻 （）；2SRRM AAR5msN 为等效力阻 （）；MRmsN 为振膜前腔体的声顺 （）；且1ACNm521 1cVCA为前腔的体积 （）；1V3m为空气密度 （）；3mKg为声在空气中的传播速度 （）；csm为受话器出
9、声孔的声质量 （）；且1AM4mKg1AM11 Sl为出声孔等效长度 （）；1lm为出声孔等效面积 （）；1S2m为受话器出声孔中因空气粘滯所引起的声阻 （）；1AR5mSN 若无阻尼材料，此元件值极小，常可忽略； 为垫圈与机壳间所形成的空腔的声顺 （）； 22ACNm5且 22 2cVCA为该空腔的体积 （）；2V3m为机壳出声孔的声质量 （）；且2AM4mKg22 2SMAl为机壳出声孔的等效长度 （）；2lm为机壳出声孔的等效面积 （）；2S2m为机壳出声孔中因空气粘滯所引起的声阻 （）；2AR5mSN 若不另加阻尼材料，此元件值极小，常可忽略；为仿真耳的等效声阻抗；lZ为受话器振膜背后
10、空腔的声顺 （）；且3ACNm523 3cVCA为该空腔的体积 （）；3V3m为振膜背后所开孔的声质量 （）；且3AM4mKg33 3SMAl为开孔的等效长度 （）；3lm为开孔之等效面积 （）；3S2m若开孔数为个，则n niiSS13为第 个孔的面积。iSi为开孔之声阻 （）；3AR5mSN 通常开孔处均敷有阻尼材料； 3为受话器背面与机壳所形成的腔体的声顺 （）；且4ACNm524 4cVCA为该腔体之体积 （）；4V3m、 振膜背面声学振膜背面声学线线路的分析路的分析振膜背面声学线路包括四个声学元件 。其中；4333,AAAACRMC（i） ，23 3cVCA由于通常较小，故较大，频率
11、不太高时，此元件通常可视为开路；3V31ACj（ii） ，33 3SMAl由于 其值较大，故之值较小，频率不太高时，较小。 niiSS133AM3AMj此元件可忽略。（视为短路）；（iii） ，24 4cVCA建议用户不要将做得太小；则较大，较小，故元件亦可视为4V4AC41ACj4AC短路。（iv）通常用加阻尼材料（绢、无纺布等）来获得。所以，振膜背面的声学线路3AR主要起阻尼作用。因阻尼力与振速（或容积速度）成正比，即4MRRf当有谐振出现时，（或）达极大，响应出现峰值。此时亦大，故可将峰URf“压平”。、 受受话话器前面与机壳的配合器前面与机壳的配合受话器装入机壳后，受话器前面与机壳形成一个声学结构，其等效声学线路如图三中虚线框内所示。此声学结构，实际上是一个声学滤波器（低通）；的值越大，则对高频的衰减也越大，开始衰减的频率（截止频率）也越低。22,AACM所以值的决定，必须与受话器的频响特性相配合（见第5页附图）。22,AACM、 结论结论（1）、因； 所以，宜大不宜小。至少不小于现有的值，大则不限。24 4cVCA4V（2）、值的大小，直接决定着高频响应的值，不同频率特性的受话器，应22,AACM配以不同的的值，且一经调定，则不宜改动。应建议用户，按我们提供22,AACM的数据（的大小、出声孔的直径、长度和个数）制作，以达最佳配合。 2V5图 （）图 （ ）6
