什么叫电泳/電著
电泳原理：
电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，
并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。
它包括四个过程：
1 ）电解（分解）
在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反应造成阴极面形成
一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程式
为： H2O→OH+H
2 ）电泳动（泳动、迁移）
阳离子树脂及 H+ 在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。
3 ）电沉积（析出）
在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉
积于被涂工件上。
4 ）电渗（脱水）
涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂
膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而
完成整个电泳过程。
• 电泳表面处理工艺的特点：
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、
耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺
2008年12月23日星期二
SPEAKER选型
SPEAKER选型
1. 目的
SPEAKER的品质特性对手机铃声优劣起着决定性作用。在同一个声腔、同样的音源情况下，不同性能的SPEAKER在音质、音量上会有较大的差异。因此选择一个合适的SPEAKER可较大程度的改善手机的音质。
为了便于设计工程师选择合适的SPEAKER，本章介绍了SPEAKER的评价原则、测试流程和根据实验结果提供的不同半径SPEAKER选型推荐。
2. SPEAKER的评价原则
SPEAKER的性能一般可以从频响曲线、失真度和寿命三个方面进行评价。频响曲线反映了SPEAKER在整个频域内的响应特性，是最重要的评价标准。失真度曲线反映了在某一功率下，SPEAKER在不同频率点输出信号的失真程度，它是次重要指标，一般情况下，当失真度小于10％时，都认为在可接受的范围内。寿命反映了SPEAKER的有效工作时间。
由于频响曲线是图形，包含信息很多，为了便于比较，主要从四个方面进行评价：SPL值、低频谐振点f0、平坦度和f0处响度值。SPL值一般是在1K～4KHz之间取多个频点的声压值进行平均，反映了在同等输入功率的情况下，SPEAKER输出声音强度的大小，它是频响曲线最重要的指标。低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性，是频响曲线次重要的指标。平坦度反映了SPEAKER还原音乐的保真能力，作为参考指标。f0处响度值反映了低音的性能，作为参考指标。
3. SPEAKER选型推荐
根据2.2节的评价方法，对常用的SPEAKER进行评价。由于供应商提供的SPEAKER参数是在不同条件下测量得到，很难进行对比，因此我们对本公司常用的30多种SPEAKER在同等条件进行实测，根据实验结果，判定SPEAKER的优劣（测试数据见附录一）。
4. SPEAKER测试流程
本流程的目的是为了对SPEAKER性能进行评价，便于工程师选择合适的SPEAKER产品。
4.1实验内容
1.EA Frequency Response(频响曲线测定)
(频响：在一定条件下，器件或系统由激励所引起的运动或其他输出)
2.EA Total Distortion(失真率测定)
(失真为不希望的波形变化；引起原因有1.输入和输出之间的非线性关系；2.不同频率的传输的不一致；3.相移与频率不成比例)
3.听感评价
（SPEAKER音质主观评价，作参考）
4.2测试方法与步骤：
测试地点：中期试验部静音室
测试仪器：HEAD acoustics GmbH
测试夹具：12cc标准密闭盒或0.8m×1m障板，我司现用0.8m×1m障板。
步骤：
（1） 实验仪器按要求联接设备；（先连接设备再开PC）
（2） 确定SPEAKER与MICROPHONE的距离为10mm±5%，并固定。
（一） 频响曲线测定：
点开文件夹选择EA Frequency Response, sweep 12th octave LS，在右栏设定中选择电平（level）使经过放大器输出分别为：
0.1w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为0.894V，P-P值为1.264V）；
0.2w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.265V，P-P值为1.789V）；
0.3w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.549V，P-P值为2.190V）；
0.4w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.789V，P-P值为2.530V）；
0.5w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为2.000V，P-P值为2.828V），
频率范围为300~10000Hz。单击右键选择开始测定，将测定结果创建报告并储存。
（二）失真率测定：
点开文件夹选择EA Total Distortion LS，在右栏设定中调整电平（level）使放大器输出如（一）中所规定的为0.1w，0.3w，0.5w时电压为标准输入电压，然后以6th octave row b选择频率范围为500~10000Hz单击右键选择开始测定，将测定结果创建报告并储存。
（三）听感评价：
听感评价是一种主观行为，现只作为辅佐性评价，在客观数据评定难以取舍时，组织相关工程师或音频工程师评价。
4.3实验数据记录和处理（以下数据和图面仅作参考）
(1) 频响曲线测试结果
a. 频响曲线图
b. 频响曲线点测数据（SPL）
c. 根据失真测试度数据绘制失真度曲线
1. 目的
SPEAKER的品质特性对手机铃声优劣起着决定性作用。在同一个声腔、同样的音源情况下，不同性能的SPEAKER在音质、音量上会有较大的差异。因此选择一个合适的SPEAKER可较大程度的改善手机的音质。
为了便于设计工程师选择合适的SPEAKER，本章介绍了SPEAKER的评价原则、测试流程和根据实验结果提供的不同半径SPEAKER选型推荐。
2. SPEAKER的评价原则
SPEAKER的性能一般可以从频响曲线、失真度和寿命三个方面进行评价。频响曲线反映了SPEAKER在整个频域内的响应特性，是最重要的评价标准。失真度曲线反映了在某一功率下，SPEAKER在不同频率点输出信号的失真程度，它是次重要指标，一般情况下，当失真度小于10％时，都认为在可接受的范围内。寿命反映了SPEAKER的有效工作时间。
由于频响曲线是图形，包含信息很多，为了便于比较，主要从四个方面进行评价：SPL值、低频谐振点f0、平坦度和f0处响度值。SPL值一般是在1K～4KHz之间取多个频点的声压值进行平均，反映了在同等输入功率的情况下，SPEAKER输出声音强度的大小，它是频响曲线最重要的指标。低频谐振点f0反映了SPEAKER的低频特性，是频响曲线次重要的指标。平坦度反映了SPEAKER还原音乐的保真能力，作为参考指标。f0处响度值反映了低音的性能，作为参考指标。
3. SPEAKER选型推荐
根据2.2节的评价方法，对常用的SPEAKER进行评价。由于供应商提供的SPEAKER参数是在不同条件下测量得到，很难进行对比，因此我们对本公司常用的30多种SPEAKER在同等条件进行实测，根据实验结果，判定SPEAKER的优劣（测试数据见附录一）。
4. SPEAKER测试流程
本流程的目的是为了对SPEAKER性能进行评价，便于工程师选择合适的SPEAKER产品。
4.1实验内容
1.EA Frequency Response(频响曲线测定)
(频响：在一定条件下，器件或系统由激励所引起的运动或其他输出)
2.EA Total Distortion(失真率测定)
(失真为不希望的波形变化；引起原因有1.输入和输出之间的非线性关系；2.不同频率的传输的不一致；3.相移与频率不成比例)
3.听感评价
（SPEAKER音质主观评价，作参考）
4.2测试方法与步骤：
测试地点：中期试验部静音室
测试仪器：HEAD acoustics GmbH
测试夹具：12cc标准密闭盒或0.8m×1m障板，我司现用0.8m×1m障板。
步骤：
（1） 实验仪器按要求联接设备；（先连接设备再开PC）
（2） 确定SPEAKER与MICROPHONE的距离为10mm±5%，并固定。
（一） 频响曲线测定：
点开文件夹选择EA Frequency Response, sweep 12th octave LS，在右栏设定中选择电平（level）使经过放大器输出分别为：
0.1w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为0.894V，P-P值为1.264V）；
0.2w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.265V，P-P值为1.789V）；
0.3w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.549V，P-P值为2.190V）；
0.4w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为1.789V，P-P值为2.530V）；
0.5w（1KHz，负载8欧姆时用示波器测有效值电压为2.000V，P-P值为2.828V），
频率范围为300~10000Hz。单击右键选择开始测定，将测定结果创建报告并储存。
（二）失真率测定：
点开文件夹选择EA Total Distortion LS，在右栏设定中调整电平（level）使放大器输出如（一）中所规定的为0.1w，0.3w，0.5w时电压为标准输入电压，然后以6th octave row b选择频率范围为500~10000Hz单击右键选择开始测定，将测定结果创建报告并储存。
（三）听感评价：
听感评价是一种主观行为，现只作为辅佐性评价，在客观数据评定难以取舍时，组织相关工程师或音频工程师评价。
4.3实验数据记录和处理（以下数据和图面仅作参考）
(1) 频响曲线测试结果
a. 频响曲线图
b. 频响曲线点测数据（SPL）
c. 根据失真测试度数据绘制失真度曲线
音频电路检测
五. 音频电路检测
1. 目的
手机铃声出现杂音的原因较多，如输入电压过大导致SPEAKER发声严重失真、音频电路输出信号失真过大、以及结构腔体密封不严等。为了分析杂音问题的原因所在，以便确定相关的对策，本章详细说明了两种音频电路检测方法（功放电路检测方法和整体电路检测方法），通过这两种方法可以确定或排除电路输出是否存在问题。
整体电路检测法：将测试专用的单音mp3文件输入到手机中，然后在SPEAKER输入端测试信号的失真度和电压值。该方法测试了整个电路在音频输出端的失真，结果比较准确，但仅适用于能够播放mp3的机型。
功放电路检测法：将芯片与功放电路断开，然后将单音信号作为功放的输入，测试输出端信号的失真度。该方法仅测试了功放电路的工作情况，无法反映整个电路的失真。它适用于功放与芯片分离的电路。
2 .整体电路检测方法
本方法是为了检测能够播放mp3手机的音频电路整体输出性能。
2.1 实验内容
1．Frequency Response(频响曲线测定)
(频响：在一定条件下，器件或系统由激励所引起的运动或其他输出)
2．Total Distortion(失真率测定)
（失真为不希望的波形变化；引起原因有1.输入和输出之间的非线性关系；2.不同频率的传输的不一致；3.相移与频率不成比例）
3．step level(音量梯度测定)
（梯度：音量由小到大增加，输出信号强度随之由小到大增加）
2.2 测试方法与步骤：
测试地点：研发实验室
测试仪器：示波器，数字毫伏表，失真仪等
步骤：
1．在测试手机上下载测试专用单频Mp3文件。
2．去掉SPEAKER，用阻值相同的电阻代替，在电阻两端测试输出信号。
（一） 频响曲线测定与失真率测定
播放1kHz的铃声，调节音量，使输出大约为0.1W左右，记录数据，测量失真率并记录数据；播放其他单频铃声，记录输出信号电平和失真率；绘制频响曲线与失真率曲线。
（二） 音量梯度测定与失真率测定
播放1kHz的铃声，音量由小到大增加，测试输出信号强度和失真，并记录数据，绘制音量梯度曲线与失真率曲线。
2.3 测试结果评价
1．频响曲线测定与失真率
各单频铃声所测信号强度与1KHZ信号强度不超过±3dB，失真不超过6%。
2．音量梯度测定
输出信号强度要线性递增，最大音量时失真不超过5%。
3. 音频功放电路测试流程
本方法是为了验证音频放大电路是否存在问题；输出是否与SPEAKER相匹配。
3.1 实验内容
1. Frequency Response(频响曲线)
频响：在输入信号电平一定的条件下，改变输入信号的频率，测试输出端各频率所对应信号的大小。
2. Linearity 特性
所谓Linearity 特性就是改变输入信号的大小，输出是否成比例地变化，即输入输出呈线性变化。
3. Total Distortion(失真度)
失真度即是有用信号(基波分量)以外的信号（如高次谐波或其他干扰信号等）占总信号的比重。
3.2 实验方法和步骤：
1．测试仪器： 音频信号发生器，音频信号分析仪，示波器，直流稳压电源
2. 试验步骤：
1) 将IC输出端断开，从POWER AMP输入端输入音频信号，断开SPEAKER，接一个与SPEAKER阻值相同的负载电阻；
2） 根据和弦IC输出的音频信号的最大电平来调整POWER AMP的增益，音量最大时，使1KHz对应的输出电平的失真度为3%，且输出功率不超过SPEAKER的最大功率；
3) 调节输入频率为1KHz，改变输入信号的电平，测试对应的输出电平和失真度 (即Linearity特性和失真度特性)；
4) 同样，改变输入频率，分别为500Hz和3KHz，重复步骤3）；
5) 调节输入信号电平,使1KHz所对应的输出的失真度为1%，记下此时的输入电平；然后保持输入电平不变，改变输入信号的频率，测试对应的输出电平和失真度(即频率响应曲线和失真度曲线)；
6) 同理：调节输入信号电平，使1KHz所对应的输出的失真度为5%，记下此时的输入电平；然后保持输入电平不变，改变输入信号的频率，测试对应的输出电平和失真度(即频率响应曲线和失真度曲线)。
3.3 测试结果评价：
1） Frequency Response(频响曲线)：不同输入频率下所对应的输出电平应平坦，有效频带内任一频点的输出电平与1KHz的输出电平之差应在±3dB以内，且在任何频点，其失真度均应在3%以下。
2） Linearity特性： 输入与输出要呈线性增长，任何输入电平所对应的输出其失真度均应在3%以下。
1. 目的
手机铃声出现杂音的原因较多，如输入电压过大导致SPEAKER发声严重失真、音频电路输出信号失真过大、以及结构腔体密封不严等。为了分析杂音问题的原因所在，以便确定相关的对策，本章详细说明了两种音频电路检测方法（功放电路检测方法和整体电路检测方法），通过这两种方法可以确定或排除电路输出是否存在问题。
整体电路检测法：将测试专用的单音mp3文件输入到手机中，然后在SPEAKER输入端测试信号的失真度和电压值。该方法测试了整个电路在音频输出端的失真，结果比较准确，但仅适用于能够播放mp3的机型。
功放电路检测法：将芯片与功放电路断开，然后将单音信号作为功放的输入，测试输出端信号的失真度。该方法仅测试了功放电路的工作情况，无法反映整个电路的失真。它适用于功放与芯片分离的电路。
2 .整体电路检测方法
本方法是为了检测能够播放mp3手机的音频电路整体输出性能。
2.1 实验内容
1．Frequency Response(频响曲线测定)
(频响：在一定条件下，器件或系统由激励所引起的运动或其他输出)
2．Total Distortion(失真率测定)
（失真为不希望的波形变化；引起原因有1.输入和输出之间的非线性关系；2.不同频率的传输的不一致；3.相移与频率不成比例）
3．step level(音量梯度测定)
（梯度：音量由小到大增加，输出信号强度随之由小到大增加）
2.2 测试方法与步骤：
测试地点：研发实验室
测试仪器：示波器，数字毫伏表，失真仪等
步骤：
1．在测试手机上下载测试专用单频Mp3文件。
2．去掉SPEAKER，用阻值相同的电阻代替，在电阻两端测试输出信号。
（一） 频响曲线测定与失真率测定
播放1kHz的铃声，调节音量，使输出大约为0.1W左右，记录数据，测量失真率并记录数据；播放其他单频铃声，记录输出信号电平和失真率；绘制频响曲线与失真率曲线。
（二） 音量梯度测定与失真率测定
播放1kHz的铃声，音量由小到大增加，测试输出信号强度和失真，并记录数据，绘制音量梯度曲线与失真率曲线。
2.3 测试结果评价
1．频响曲线测定与失真率
各单频铃声所测信号强度与1KHZ信号强度不超过±3dB，失真不超过6%。
2．音量梯度测定
输出信号强度要线性递增，最大音量时失真不超过5%。
3. 音频功放电路测试流程
本方法是为了验证音频放大电路是否存在问题；输出是否与SPEAKER相匹配。
3.1 实验内容
1. Frequency Response(频响曲线)
频响：在输入信号电平一定的条件下，改变输入信号的频率，测试输出端各频率所对应信号的大小。
2. Linearity 特性
所谓Linearity 特性就是改变输入信号的大小，输出是否成比例地变化，即输入输出呈线性变化。
3. Total Distortion(失真度)
失真度即是有用信号(基波分量)以外的信号（如高次谐波或其他干扰信号等）占总信号的比重。
3.2 实验方法和步骤：
1．测试仪器： 音频信号发生器，音频信号分析仪，示波器，直流稳压电源
2. 试验步骤：
1) 将IC输出端断开，从POWER AMP输入端输入音频信号，断开SPEAKER，接一个与SPEAKER阻值相同的负载电阻；
2） 根据和弦IC输出的音频信号的最大电平来调整POWER AMP的增益，音量最大时，使1KHz对应的输出电平的失真度为3%，且输出功率不超过SPEAKER的最大功率；
3) 调节输入频率为1KHz，改变输入信号的电平，测试对应的输出电平和失真度 (即Linearity特性和失真度特性)；
4) 同样，改变输入频率，分别为500Hz和3KHz，重复步骤3）；
5) 调节输入信号电平,使1KHz所对应的输出的失真度为1%，记下此时的输入电平；然后保持输入电平不变，改变输入信号的频率，测试对应的输出电平和失真度(即频率响应曲线和失真度曲线)；
6) 同理：调节输入信号电平，使1KHz所对应的输出的失真度为5%，记下此时的输入电平；然后保持输入电平不变，改变输入信号的频率，测试对应的输出电平和失真度(即频率响应曲线和失真度曲线)。
3.3 测试结果评价：
1） Frequency Response(频响曲线)：不同输入频率下所对应的输出电平应平坦，有效频带内任一频点的输出电平与1KHz的输出电平之差应在±3dB以内，且在任何频点，其失真度均应在3%以下。
2） Linearity特性： 输入与输出要呈线性增长，任何输入电平所对应的输出其失真度均应在3%以下。
手机声腔设计
1.目的
手机声腔对于铃声音质的优劣影响很大。同一个音源、同一个SPEAKER在不同声腔中播放效果的音色可能相差较大，有些比较悦耳，有些则比较单调。合理的声腔设计可以使铃声更加悦耳。
为了提高声腔设计水平，详细说明了声腔各个参数对声音的影响程度以及它们的设计推荐值，同时还介绍了声腔测试流程。
手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、密闭性、防尘网五个方面，如下图：
2.后声腔对铃声的影响及推荐值
后声腔主要影响铃声的低频部分，对高频部分影响则较小。铃声的低频部分对音质影响很大，低频波峰越靠左，低音就越突出，主观上会觉得铃声比较悦耳。
一般情况下，随着后声腔容积不断增大，其频响曲线的低频波峰会不断向左移动，使低频特性能够得到改善。但是两者之间关系是非线性的，当后声腔容积大于一定阈值时，它对低频的改善程度会急剧下降，如图2示。
图2横坐标是后声腔的容积（cm3），纵坐标是SPEAKER单体的低频谐振点与从声腔中发出声音的低频谐振点之差，单位Hz。从上图可知，当后声腔容积小于一定的阈值时，其变化对低频性能影响很大。
需要强调的是，SPEAKER单体品质对铃声低频性能的影响很大。在一般情况下，装配在声腔中的SPEAKER，即便能在理想状况下改善声腔的设计，其低频性能也只能接近，而无法超过单体的低频性能。
一般情况下，后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。但是如果后声腔中某一部分又扁、又细、又长，那么该部分可能会在某个频率段产生驻波，使音质急剧变差，因此，在声腔设计中，必须避免出现这种情况。
对于不同直径的SPEAKER，声腔设计要求不太一样，同一直径则差异不太大。具体推荐值如下：
φ13mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在800Hz～1200Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，其低频谐振点f0大约衰减600Hz～650Hz。当后声腔为0.8cm3时，f0大约衰减400Hz～450Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减300Hz～350Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减250Hz～300Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减100Hz～150Hz。因此对于φ13mm SPEAKER，当它低频性能较好（如f0在800Hz左右）时，后声腔要求可适当放宽，但有效容积也应大于0.8cm3。当低频性能较差时（f0>1000Hz），其后声腔有效容积应大于1cm3。后声腔推荐值为1.5cm3，当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ15mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在750～1000Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减600Hz～750Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减200Hz～250Hz。因此对于φ15mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
13×18mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在780～1000Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减600Hz～750Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减200Hz～250Hz。因此对于13X18mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ16mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在750～1100Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减600Hz～700Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为2cm3时，f0大约衰减300Hz～350Hz。当后声腔为4cm3时，f0大约衰减150Hz～200Hz。因此对于φ16mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。后声腔推荐值为2cm3，当后声腔大于4cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ18mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在700～900Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减700Hz～950Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减500Hz～700Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减500Hz～700Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为2.1cm3时，f0大约衰减250Hz～400Hz。当后声腔为4.3cm3时，f0大约衰减120Hz～160Hz。因此对于φ18mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于2cm3。当后声腔大于4cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
综上所述，可得下表：
注：后声腔设计时，必须保证后出声孔出气畅通，即后出声孔距离最近的挡板距离应大于后出声孔径的0.8倍。
3.前声腔对声音的影响
前声腔对低频段影响不大，主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积的增大，高频波峰会往不断左移动，高频谐振点会越来越低。高频谐振点变化的对数值与前声腔容积的增量几乎成线性关系，如图3。
注：图3中横坐标为前声腔容积，单位cm3。纵坐标为高频谐振点变化的对数值。
由于手机MIDI音乐的频带一般为300Hz～8000Hz，即在该频段内的频响曲线才是有效值，因此我们一般希望频响曲线的高频谐振点在6000Hz～8000Hz之间。因为如果高频波峰太高（高频谐振点大于10000Hz），那么在中频段可能会出现较深的波谷，导致声音偏小。如果高频波峰太低（高频谐振点小于6000Hz），那么声腔的有效频带可能会比较窄，导致音色比较单调，音质较差。所以前声腔太大或太小对声音都会产生不利的影响。同时，由于出声孔面积对高频也有较大的影响，因此设计前声腔时，需考虑出声孔的面积，一般情况下，前声腔越大，则出声孔面积也应该越大。
当前声腔过小时，还会造成一个问题，即出声孔的位置对高频的影响程度急剧增加，可能会给外观设计造成一定的困难。
综上所述，结合手机设计的实际情况，前声腔设计时，一般希望前声腔的垫片压缩后的厚度在0.3~1mm之间。由于它与出声孔面积有一定的相关性，因此具体推荐值在下一节给出。
4.出声孔对声音的影响及推荐值
出声孔的面积（即在SPEAKER正面上总的投影有效面积）对声音影响很大，而且开孔的位置、分布是否均匀对声音也有一定的影响，其程度与前声腔容积有很大关系。一般情况下，前声腔越大，开孔的位置、分布对声音的影响程度就越小。
出声孔的面积对频响曲线的各个频段都有影响，在不同条件下，对不同频段的影响程度各不相同。当出声孔面积小于一定的阈值时，整个频响曲线的SPL值会急剧下降，即铃声的声强损失很大，这在手机设计中是必须禁止的。当出声孔面积大于一定阈值时，随着面积增大，高频波峰、低频波峰都会向右移动，但高频变化的程度远比低频大，低频变化很小，即出声孔面积的变化主要影响频响曲线的高频性能，对低频性能影响不大。
出声孔面积与高频谐振点的变化呈非线性关系，且与前声腔大小有一定的联系，如图4示。
图4中，横坐标表示出声孔的面积，单位mm2。纵坐标表示高频谐振点变化的对数值。
综上所述，前声腔、出声孔面积设计推荐值如下表：
注：13X18mm椭圆形SPEAKER前声腔和出声孔面积可以参考φ15mmSPEAKER的参数。
上表中最小值表示当出声孔面积小于该值时，整个频响曲线会受到较大影响，音量会极大衰减。有效范围表示出声孔面积在此范围之内，一般能满足基本要求。需要强调是：如果出声孔在前声腔投影范围内，分布比较均匀，且过中心，那么可以取较小值，否则应取偏大一些的值。建议在一般情况下，不要取有效范围的极限值。
在实际设计中，如果高频声音出现问题，可以通过实际测量结果，修正出声孔面积进行改善。注意：出声孔面积减小并不意味着声强降低，相反在很多情况下，反而可以提高声强。
5.后声腔密闭性对声音的影响
后声腔是否有效的密闭对声音的低频部分影响很大，当后声腔出现泄漏时，低频会出现衰减，对音质造成损害，它的影响程度与泄漏面积、位置都有一定的关系。
一般情况下，泄漏面积越大，低频衰减越厉害。泄漏面积与低频谐振点的衰减成近似线性的关系，如图5。
图5中，横坐标表示泄漏面积，单位mm2。纵坐标表示无泄漏与有泄漏情况下低频谐振点之差。
在同等泄漏面积情况下，后声腔越小，低频衰减越厉害，即泄漏造成的危害越大，如图6。
综上所述，建议结构设计时，应尽可能保证后声腔的密闭，否则可能会严重影响音质。
6.防尘网对声音的影响
相比于其他几个因素，防尘网对声音的影响程度较小，它主要是影响频响曲线的低频峰值和高频峰值，其中对低频峰值影响较大。
防尘网对声音的影响程度主要取决于防尘网的声阻值和低频、高频峰值的大小。一般情况下，峰值越大，受到防尘网衰减的程度也越大。
防尘网主要有两个作用，防止灰尘和削弱低频峰值，以保护SPEAKER。目前，我们常用的防尘网一般在250＃～350＃之间，它们的声阻值都比较小，基本上在10Ω以下，对声音的影响很小，所以一般采用SPEAKER厂家提供的防尘网差异不会非常大。因此从防尘和声阻两个方面综合考虑，建议采用300＃左右的防尘网。
我们以往采用的不织布防尘网存在一个问题，由于不织布的不同区域密度不一样，因此不同区域声阻也不一样，可能会造成同一批防尘网的声阻一致性较差。但不织布的成本比防尘网低很多，因此建议设计中综合考虑性能和成本，在高档机型中，尽可能不要采用不织布作为防尘网。
以上声腔设计的规律和各个推荐值都是通过大量实验总结出来，供设计人员在前期设计时参考。但是由于声音具有一定的特殊性，因此，建议设计人员在结构手板完成后，通过实际测试（声腔测试流程见下节），以对一些细节进行调整。
7. 声腔检测流程
本流程是为了制定声腔音频特性的检测方法，便于工程师根据测试结果分析问题、调整声腔参数等。
7.1 实验内容
（1） EA Frequency Response(频响曲线测定)
（2） EA Total Distortion(失真率测定)
7.2测试方法与步骤
（1） 测试地点：中期试验部静音室
（2） 测试仪器：HEAD acoustics GmbH
步骤：
1．实验仪器按要求联接设备；（先连接设备再开PC）
2．确定SPEAKER与MICROPHONE的距离为10mm（±5%），并固定；
(一) 频响曲线测定：
选择EA Frequency Response, sweep 12th octave LS，设定频率范围为300~10000Hz。将电平（level）分别设定为：
0.3w（输出电平修正参数为13.8dB）；
0.5w（输出电平修正参数为16dB）；
SPEAKER的最大功率；
单击右键选择开始测定，将测试结果创建报告并储存。
（二） 失真度测定：
选择EA Total Distortion LS，在右栏设定中调整电平（level）使放大器输出如（一）中所规定的为0.3w，0.5w和SPEAKER最大功率时的电压，作为标准输入电压，然后以6th octave row b选择频率范围为500~10000Hz单击右键选择开始测定，将测试结果创建报告并储存。
手机声腔对于铃声音质的优劣影响很大。同一个音源、同一个SPEAKER在不同声腔中播放效果的音色可能相差较大，有些比较悦耳，有些则比较单调。合理的声腔设计可以使铃声更加悦耳。
为了提高声腔设计水平，详细说明了声腔各个参数对声音的影响程度以及它们的设计推荐值，同时还介绍了声腔测试流程。
手机的声腔设计主要包括前声腔、后声腔、出声孔、密闭性、防尘网五个方面，如下图：
2.后声腔对铃声的影响及推荐值
后声腔主要影响铃声的低频部分，对高频部分影响则较小。铃声的低频部分对音质影响很大，低频波峰越靠左，低音就越突出，主观上会觉得铃声比较悦耳。
一般情况下，随着后声腔容积不断增大，其频响曲线的低频波峰会不断向左移动，使低频特性能够得到改善。但是两者之间关系是非线性的，当后声腔容积大于一定阈值时，它对低频的改善程度会急剧下降，如图2示。
图2横坐标是后声腔的容积（cm3），纵坐标是SPEAKER单体的低频谐振点与从声腔中发出声音的低频谐振点之差，单位Hz。从上图可知，当后声腔容积小于一定的阈值时，其变化对低频性能影响很大。
需要强调的是，SPEAKER单体品质对铃声低频性能的影响很大。在一般情况下，装配在声腔中的SPEAKER，即便能在理想状况下改善声腔的设计，其低频性能也只能接近，而无法超过单体的低频性能。
一般情况下，后声腔的形状变化对频响曲线影响不大。但是如果后声腔中某一部分又扁、又细、又长，那么该部分可能会在某个频率段产生驻波，使音质急剧变差，因此，在声腔设计中，必须避免出现这种情况。
对于不同直径的SPEAKER，声腔设计要求不太一样，同一直径则差异不太大。具体推荐值如下：
φ13mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在800Hz～1200Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，其低频谐振点f0大约衰减600Hz～650Hz。当后声腔为0.8cm3时，f0大约衰减400Hz～450Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减300Hz～350Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减250Hz～300Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减100Hz～150Hz。因此对于φ13mm SPEAKER，当它低频性能较好（如f0在800Hz左右）时，后声腔要求可适当放宽，但有效容积也应大于0.8cm3。当低频性能较差时（f0>1000Hz），其后声腔有效容积应大于1cm3。后声腔推荐值为1.5cm3，当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ15mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在750～1000Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减600Hz～750Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减200Hz～250Hz。因此对于φ15mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
13×18mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在780～1000Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为1cm3时，f0大约衰减600Hz～750Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为3.5cm3时，f0大约衰减200Hz～250Hz。因此对于13X18mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。当后声腔大于3.5cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ16mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在750～1100Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减850Hz～1000Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减600Hz～700Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为2cm3时，f0大约衰减300Hz～350Hz。当后声腔为4cm3时，f0大约衰减150Hz～200Hz。因此对于φ16mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于1.5cm3。后声腔推荐值为2cm3，当后声腔大于4cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
φ18mm SPEAKER：它的低频谐振点f0一般在700～900Hz之间。
当后声腔为0.5cm3时，低频谐振点f0大约衰减700Hz～950Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减500Hz～700Hz。当后声腔为0.9cm3时，f0大约衰减500Hz～700Hz。当后声腔为1.5cm3时，f0大约衰减400Hz～550Hz。当后声腔为2.1cm3时，f0大约衰减250Hz～400Hz。当后声腔为4.3cm3时，f0大约衰减120Hz～160Hz。因此对于φ18mm SPEAKER，后声腔有效容积应大于2cm3。当后声腔大于4cm3时，其容积变化对低频性能影响会比较小。
综上所述，可得下表：
注：后声腔设计时，必须保证后出声孔出气畅通，即后出声孔距离最近的挡板距离应大于后出声孔径的0.8倍。
3.前声腔对声音的影响
前声腔对低频段影响不大，主要影响手机铃声的高频部分。随着前声腔容积的增大，高频波峰会往不断左移动，高频谐振点会越来越低。高频谐振点变化的对数值与前声腔容积的增量几乎成线性关系，如图3。
注：图3中横坐标为前声腔容积，单位cm3。纵坐标为高频谐振点变化的对数值。
由于手机MIDI音乐的频带一般为300Hz～8000Hz，即在该频段内的频响曲线才是有效值，因此我们一般希望频响曲线的高频谐振点在6000Hz～8000Hz之间。因为如果高频波峰太高（高频谐振点大于10000Hz），那么在中频段可能会出现较深的波谷，导致声音偏小。如果高频波峰太低（高频谐振点小于6000Hz），那么声腔的有效频带可能会比较窄，导致音色比较单调，音质较差。所以前声腔太大或太小对声音都会产生不利的影响。同时，由于出声孔面积对高频也有较大的影响，因此设计前声腔时，需考虑出声孔的面积，一般情况下，前声腔越大，则出声孔面积也应该越大。
当前声腔过小时，还会造成一个问题，即出声孔的位置对高频的影响程度急剧增加，可能会给外观设计造成一定的困难。
综上所述，结合手机设计的实际情况，前声腔设计时，一般希望前声腔的垫片压缩后的厚度在0.3~1mm之间。由于它与出声孔面积有一定的相关性，因此具体推荐值在下一节给出。
4.出声孔对声音的影响及推荐值
出声孔的面积（即在SPEAKER正面上总的投影有效面积）对声音影响很大，而且开孔的位置、分布是否均匀对声音也有一定的影响，其程度与前声腔容积有很大关系。一般情况下，前声腔越大，开孔的位置、分布对声音的影响程度就越小。
出声孔的面积对频响曲线的各个频段都有影响，在不同条件下，对不同频段的影响程度各不相同。当出声孔面积小于一定的阈值时，整个频响曲线的SPL值会急剧下降，即铃声的声强损失很大，这在手机设计中是必须禁止的。当出声孔面积大于一定阈值时，随着面积增大，高频波峰、低频波峰都会向右移动，但高频变化的程度远比低频大，低频变化很小，即出声孔面积的变化主要影响频响曲线的高频性能，对低频性能影响不大。
出声孔面积与高频谐振点的变化呈非线性关系，且与前声腔大小有一定的联系，如图4示。
图4中，横坐标表示出声孔的面积，单位mm2。纵坐标表示高频谐振点变化的对数值。
综上所述，前声腔、出声孔面积设计推荐值如下表：
注：13X18mm椭圆形SPEAKER前声腔和出声孔面积可以参考φ15mmSPEAKER的参数。
上表中最小值表示当出声孔面积小于该值时，整个频响曲线会受到较大影响，音量会极大衰减。有效范围表示出声孔面积在此范围之内，一般能满足基本要求。需要强调是：如果出声孔在前声腔投影范围内，分布比较均匀，且过中心，那么可以取较小值，否则应取偏大一些的值。建议在一般情况下，不要取有效范围的极限值。
在实际设计中，如果高频声音出现问题，可以通过实际测量结果，修正出声孔面积进行改善。注意：出声孔面积减小并不意味着声强降低，相反在很多情况下，反而可以提高声强。
5.后声腔密闭性对声音的影响
后声腔是否有效的密闭对声音的低频部分影响很大，当后声腔出现泄漏时，低频会出现衰减，对音质造成损害，它的影响程度与泄漏面积、位置都有一定的关系。
一般情况下，泄漏面积越大，低频衰减越厉害。泄漏面积与低频谐振点的衰减成近似线性的关系，如图5。
图5中，横坐标表示泄漏面积，单位mm2。纵坐标表示无泄漏与有泄漏情况下低频谐振点之差。
在同等泄漏面积情况下，后声腔越小，低频衰减越厉害，即泄漏造成的危害越大，如图6。
综上所述，建议结构设计时，应尽可能保证后声腔的密闭，否则可能会严重影响音质。
6.防尘网对声音的影响
相比于其他几个因素，防尘网对声音的影响程度较小，它主要是影响频响曲线的低频峰值和高频峰值，其中对低频峰值影响较大。
防尘网对声音的影响程度主要取决于防尘网的声阻值和低频、高频峰值的大小。一般情况下，峰值越大，受到防尘网衰减的程度也越大。
防尘网主要有两个作用，防止灰尘和削弱低频峰值，以保护SPEAKER。目前，我们常用的防尘网一般在250＃～350＃之间，它们的声阻值都比较小，基本上在10Ω以下，对声音的影响很小，所以一般采用SPEAKER厂家提供的防尘网差异不会非常大。因此从防尘和声阻两个方面综合考虑，建议采用300＃左右的防尘网。
我们以往采用的不织布防尘网存在一个问题，由于不织布的不同区域密度不一样，因此不同区域声阻也不一样，可能会造成同一批防尘网的声阻一致性较差。但不织布的成本比防尘网低很多，因此建议设计中综合考虑性能和成本，在高档机型中，尽可能不要采用不织布作为防尘网。
以上声腔设计的规律和各个推荐值都是通过大量实验总结出来，供设计人员在前期设计时参考。但是由于声音具有一定的特殊性，因此，建议设计人员在结构手板完成后，通过实际测试（声腔测试流程见下节），以对一些细节进行调整。
7. 声腔检测流程
本流程是为了制定声腔音频特性的检测方法，便于工程师根据测试结果分析问题、调整声腔参数等。
7.1 实验内容
（1） EA Frequency Response(频响曲线测定)
（2） EA Total Distortion(失真率测定)
7.2测试方法与步骤
（1） 测试地点：中期试验部静音室
（2） 测试仪器：HEAD acoustics GmbH
步骤：
1．实验仪器按要求联接设备；（先连接设备再开PC）
2．确定SPEAKER与MICROPHONE的距离为10mm（±5%），并固定；
(一) 频响曲线测定：
选择EA Frequency Response, sweep 12th octave LS，设定频率范围为300~10000Hz。将电平（level）分别设定为：
0.3w（输出电平修正参数为13.8dB）；
0.5w（输出电平修正参数为16dB）；
SPEAKER的最大功率；
单击右键选择开始测定，将测试结果创建报告并储存。
（二） 失真度测定：
选择EA Total Distortion LS，在右栏设定中调整电平（level）使放大器输出如（一）中所规定的为0.3w，0.5w和SPEAKER最大功率时的电压，作为标准输入电压，然后以6th octave row b选择频率范围为500~10000Hz单击右键选择开始测定，将测试结果创建报告并储存。
声音基础知识
声音的基础知识
1.声压：
由声波引起的压强变化称为声压，用符号P表示，单位为微巴（ubar）或帕（Pa）
1 ubar＝0.1Pa＝0.1N/m2
一个标准大气压P0＝1.03 x10-5Pa
表达式： P=Po(ωt-kx+Ψ)
通常所指的声压是指声压的均方根值，即有效声压。
2.频率：
声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.
人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~ 20000Hz,即音频范围
3.声速：
在介质中传播速度称为声速。固体最快，液体次之，空气中最慢。
在空气中传播340m/s,水中1450 m/s，钢铁中5000m/s
4.波长：
相邻同相位的两点之间的距离称为波长 λ
Co= λf Co为空气中声速 f为频率
5.声压级：
Lp=20lg(P/Po) (dB) Po为基准声压 2x10-5 pa
基准声压为为2x10-5 pa，称为听阀，即为0dB
当声压为20Pa时，称为痛阀，即为120dB
由此可见，声压相差百万倍时，用声压级表示时，就变成了0dB到120dB的变化范围。
由上式可以看出声压变化10倍，相当于声压级变化20dB；声压变化100倍，相当于声压级变化40dB
一般交谈为30 dB
纺织车间为100 dB
6.声压级与功率的关系：
ΔP=10lg(w/wo) (dB)
wo为参考功率
功率增加一倍，声压级增加3 dB
7.声压级与距离的关系：
ΔP=-20lg(r1/ro) (dB) ro为参考距离
距离增加一倍，声压级减小6 dB
从人耳的听觉特性来讲，低频是基础音，如果低频音的声压值太低，会显得音色单纯，缺乏力度，这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言，由于频带较宽，又是人耳听觉最灵敏的区域，适当提升，有利于增强放音的临场感，有利于提高清晰度和层次感。而高于8KHz略有提升，可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下，手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定，好的频响曲线会使人感觉良好。
声音失真对听觉会产生一定的影响，其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号，输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真（THD），其对听觉的影响程度如下：
THD<1%时，不论什么节目信号都可以认为是满意的；
THD>3%时，人耳已可感知；
THD>5%时，会有轻微的噪声感；
THD>10%时，噪声已基本不可忍受。
对于手机而言，由于受到外形和SPEAKER尺寸的限制，不可能将它与音响相比，因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。
二. 手机铃声的影响因素
铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。对手机而言，SPEAKER、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。
SPEAKER单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。
手机声腔则可以在一定程度上调整SPEAKER的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如，当输出信号的失真度超过10％时，铃声就会出现比较明显的杂音。此外，输出电压则必须与SPEAKER相匹配，否则，输出电压过大，导致SPEAKER在某一频段出现较大失真，同样会产生杂音。
MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响，表现在当铃声的主要频谱与声腔和SPEAKER的不相匹配时，会导致MIDI音乐出现较大的变音，影响听感。
总之，铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高，才能取得比较好的效果
1.声压：
由声波引起的压强变化称为声压，用符号P表示，单位为微巴（ubar）或帕（Pa）
1 ubar＝0.1Pa＝0.1N/m2
一个标准大气压P0＝1.03 x10-5Pa
表达式： P=Po(ωt-kx+Ψ)
通常所指的声压是指声压的均方根值，即有效声压。
2.频率：
声源每秒振动的次数称为频率，单位为Hz.
人耳可听得见的声波频率范围约为20Hz~ 20000Hz,即音频范围
3.声速：
在介质中传播速度称为声速。固体最快，液体次之，空气中最慢。
在空气中传播340m/s,水中1450 m/s，钢铁中5000m/s
4.波长：
相邻同相位的两点之间的距离称为波长 λ
Co= λf Co为空气中声速 f为频率
5.声压级：
Lp=20lg(P/Po) (dB) Po为基准声压 2x10-5 pa
基准声压为为2x10-5 pa，称为听阀，即为0dB
当声压为20Pa时，称为痛阀，即为120dB
由此可见，声压相差百万倍时，用声压级表示时，就变成了0dB到120dB的变化范围。
由上式可以看出声压变化10倍，相当于声压级变化20dB；声压变化100倍，相当于声压级变化40dB
一般交谈为30 dB
纺织车间为100 dB
6.声压级与功率的关系：
ΔP=10lg(w/wo) (dB)
wo为参考功率
功率增加一倍，声压级增加3 dB
7.声压级与距离的关系：
ΔP=-20lg(r1/ro) (dB) ro为参考距离
距离增加一倍，声压级减小6 dB
从人耳的听觉特性来讲，低频是基础音，如果低频音的声压值太低，会显得音色单纯，缺乏力度，这部分对听觉的影响很大。对于中频段而言，由于频带较宽，又是人耳听觉最灵敏的区域，适当提升，有利于增强放音的临场感，有利于提高清晰度和层次感。而高于8KHz略有提升，可使高频段的音色显得生动活泼些。一般情况下，手机发声音质的好坏可以用其频响曲线来判定，好的频响曲线会使人感觉良好。
声音失真对听觉会产生一定的影响，其程度取决于失真的大小。对于输入的一个单一频率的正弦电信号，输出声信号中谐波分量的总和与基波分量的比值称为总谐波失真（THD），其对听觉的影响程度如下：
THD<1%时，不论什么节目信号都可以认为是满意的；
THD>3%时，人耳已可感知；
THD>5%时，会有轻微的噪声感；
THD>10%时，噪声已基本不可忍受。
对于手机而言，由于受到外形和SPEAKER尺寸的限制，不可能将它与音响相比，因此手机铃声主要关注声音大小、是否有杂音、是否有良好的中低音效果。
二. 手机铃声的影响因素
铃声的优劣主要取决于铃声的大小、所表现出的频带宽度（特别是低频效果）和其失真度大小。对手机而言，SPEAKER、手机声腔、音频电路和MIDI选曲是四个关键因素，它们本身的特性和相互间的配合决定了铃声的音质。
SPEAKER单体的品质对于铃声的各个方面影响都很大。其灵敏度对于声音的大小，其低频性能对于铃声的低音效果，其失真度大小对于铃声是否有杂音都是极为关键的。
手机声腔则可以在一定程度上调整SPEAKER的输出频响曲线，通过声腔参数的调整改变铃声的高、低音效果，其中后声腔容积大小主要影响低音效果，前声腔和出声孔面积主要影响高音效果。
音频电路输出信号的失真度和电压对于铃声的影响主要在于是否会出现杂音。例如，当输出信号的失真度超过10％时，铃声就会出现比较明显的杂音。此外，输出电压则必须与SPEAKER相匹配，否则，输出电压过大，导致SPEAKER在某一频段出现较大失真，同样会产生杂音。
MIDI选曲对铃声的音质也有一定的影响，表现在当铃声的主要频谱与声腔和SPEAKER的不相匹配时，会导致MIDI音乐出现较大的变音，影响听感。
总之，铃声音质的改善需要以上四个方面共同配合与提高，才能取得比较好的效果
如何設計HINGE 扭力
1.HINGE 扭力如何決定：
如何設計HINGE 扭力
T0 理論安全值。
T 實際安全值。
T1 SPEC.上限值。
T2 SPEC.下限值。
f 安全係數（1.1）－a.儀器誤差。
－b.人員誤差。
－c.測量誤差。
－d.測量速度。
－e.環境誤差。－溫度。
－溼度。
T0＝panel重量 × panel重心位置對旋轉中心的X方向距離【即panel重量對旋轉中心所產生的moment】
在設計時要取X最大值來考量。
如圖一所示 T0＝Fw × Dd
T＝T0 × f（安全係數）＝T0 × 1.1
T1＝T ×（1＋15﹪）
T2＝T1 ×（1＋10﹪）
注：定義扭力值時，應考慮其取值－peak值 峰值（固定值）
－track值 區間值（浮動值）
2.國際視訊標準VESA的規定：
monitor放在10°斜坡上，不論panel如何轉動或是monitor如何變換方向，monitor都不會傾倒。如圖二所示。
3.PANEL與底座的外型設計關係：
Panel重心會隨著panel轉動而改變位置，設計時應把握一個原則，底座前後最外緣位置應大於重心前後最大距離（離旋轉中心X距離）至少10㎜以上。如圖三所示。
如何設計HINGE 扭力
T0 理論安全值。
T 實際安全值。
T1 SPEC.上限值。
T2 SPEC.下限值。
f 安全係數（1.1）－a.儀器誤差。
－b.人員誤差。
－c.測量誤差。
－d.測量速度。
－e.環境誤差。－溫度。
－溼度。
T0＝panel重量 × panel重心位置對旋轉中心的X方向距離【即panel重量對旋轉中心所產生的moment】
在設計時要取X最大值來考量。
如圖一所示 T0＝Fw × Dd
T＝T0 × f（安全係數）＝T0 × 1.1
T1＝T ×（1＋15﹪）
T2＝T1 ×（1＋10﹪）
注：定義扭力值時，應考慮其取值－peak值 峰值（固定值）
－track值 區間值（浮動值）
2.國際視訊標準VESA的規定：
monitor放在10°斜坡上，不論panel如何轉動或是monitor如何變換方向，monitor都不會傾倒。如圖二所示。
3.PANEL與底座的外型設計關係：
Panel重心會隨著panel轉動而改變位置，設計時應把握一個原則，底座前後最外緣位置應大於重心前後最大距離（離旋轉中心X距離）至少10㎜以上。如圖三所示。
EMI & ESD 設計指導
Design guide for EMI & ESD
機構部分
1. FDD,CD ROM,HDD之接觸方式
以螺絲固定.
以彈片接觸下地,至少6個.其優劣順序以披銅,磷青銅,不鏽鋼,鋁,鐵.
以Gasket接觸下地.
以Conductive Tape接觸下地.
以背導電膠之Al foil接觸下地.
儘量不要使用轉接cable, connector,宜直接對接.
2. Glide Pad
Glide Pad之GND點必須與鉄件接觸,然後以螺絲固定而下地.
以Gasket接觸下地.
以不鏽鋼或鐵件接觸下地.
按鈕之腳PIN,應以絕緣處理之.
PC板之固定孔,必須導通,並且以螺絲或金屬連接下地.
3. Audio DJ
Push button宜噴漆,不宜電鍍.
Push button board之固定孔,至少要有2個以上之固定孔.
PC板之固定孔,必須導通,並且以螺絲或金屬連接下地.
Speaker Wire必須預留Ferrite Core,其規格是8mm(D)*5mm(d)*10mm(L).
4. Audio Board
Connector上之金屬片,應貼Gasket下地.
至少鎖3螺絲.
5. DIMM & PCI之門蓋
底蓋與門蓋之四周接合面,應預留3-5mm之寬度.
底蓋之DIMM door & PCI door之設計力求密封性,建議能在設計初就預留一空間,使門蓋四周能貼1mm厚之gasket,門蓋鎖上後,gasket能被壓縮小於0.7mm.
門蓋之螺絲,以2顆為最佳,次之為1顆.
6. Key Board & 上蓋之關係
設計初就預留一空間,貼5(w)*0.5mm(t)之Gasket,並壓縮到0.4mm.
鎖螺絲固定key board,以4顆為最佳.
7. LCD之Coaxial cable & FPC cable
LCD背蓋及主機底蓋須各留一BOSS以便與LCD cable之導電布鎖在一起而與大地連接.
預留Ferrite core(6*4*10mm,D*d*L)之空間.
Coaxial cable之M/B端的connector必須有兩個固定孔鎖到主機板.
Connector上之轉接板,必須有鐵片覆蓋之.
包導電布時,其導電布上之任意兩點長度間的阻抗須小於1歐姆.
Cable儘量避免轉接.
Cable上下各貼一塊10(w)*2mm(t)*20mm(L)之gasket與背面之金屬面接觸,並壓縮到1.6mm.
8. LCD背蓋及底蓋,上蓋之關係
金屬遮蔽件,以面及多面接觸,切勿以點及線接觸.
Al foil貼在背蓋上,並與hinge連結在一起.
Hinge & Al foil鎖在LCD背蓋上.
Hinge整支金屬柱,應與M/B及上蓋全部接觸在一起.
上蓋必須鎖3-4顆螺絲到I/O bracket上.
金屬遮蔽件,應保持完整性,切勿空空洞洞.
金屬遮蔽件,應設計能與PCB周圍之Ground trace緊密接觸,且接觸良好.
9. I/O bracket接觸
I/O bracket之上下應以面接觸,其接觸面為5mm.
在設計初預留一空間以貼Gasket. [5mm(w)*0.5mm(t)],並壓縮到0.4mm.
以螺絲強迫接觸,切勿以線接觸.
10. Battery底下之鐵片
應與底蓋金屬連接在一起.
由下往上裝,並用螺絲鎖上.
11. Thermal module
CPU之heat sink必須與外殼緊密結合在一起,須以螺絲直接透過connector至M/B,與Boss鎖在一起.
CPU底下四周,必須焊4個彈片下地.
12. 彈片之應用
在CPU的四周每一邊加1個適合的彈片接觸機殼.
在CPU的PCB另一面的四周每一邊加1個適合的彈片接觸機殼.
在FDD & HDD 之connector 之 GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
在battery connector 之GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
All I/O ports 之GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
在板內以5cm平均的加1個適合的彈片接觸機殼.
13. Wire的理線
Modem & LAN wire cable應走板邊,並避開DC/DC components & High Frequency components.
All wire cable應走板邊,並避開dc/dc components & High Freq components.
All wire cable應預留Ferrite Core之空間,其規格為6mm(D)*20mm(L).
14. LAN & modem jack應在mother board上,不宜分開.
15. 外殼電鍍
LCD前後蓋及主機上下蓋之結合面,應有2mm之接觸.
銅釘必須低於Boss 20條.
以兩端最遠之對角位置,其阻抗應<=0.2歐姆.
16. 產品外觀表面應儘量設計為不導電,以防止ESD.
17. 小PC板,至少要有2-3個固定孔,並且均勻分布.
硬體部分
1. PC板之堆疊順序
NO. 6 Layers 8 Layers 10 Layers 12 Layers
1 Middle speed Middle speed Middle speed Middle speed
2 CLK & High speed GND GND GND
3 GND CLK & High speed CLK & High speed CLK & High speed
4 Vcc GND CLK & High speed CLK & High speed
5 Others Vcc GND CLK & High speed
6 CLK & High speed CLK & High speed Vcc GND
7 GND Others Vcc
8 Others CLK & High speed Others
9 GND CLK & High speed
10 Middle speed CLK & High speed
11 GND
12 Middle speed
Remark: 1. CLK & High speed: 30MHz以上.
2. Middle speed: 10—30MHz.
3. Others: 10MHz以下.
2. PC板應保持完整性, 以正方形或長方形為最佳, 避免有缺口或不規則.
3. PC應以一塊為最佳, 避免多塊組合.
4. PC板之板邊應有3mm以上之trace來圍繞,Ground trace以10-15mm的距離,並以random方式加through hole.
5. PC板之板邊應有3mm以上之trace來圍繞,並加SMD Finger與PC板下之金屬表面接觸.
18. ALL signals應與板邊GND Trace及固定孔之距離為2mm.
19. Mother board上,至少要有7個以上之固定孔,並力求平衡,不要集中在一處.而其他區域則無螺絲孔可供下地,此螺絲孔應靠近I/O connector及VGA IC, Clock generator, DC IN.
20. All PC板之固定孔,必須導通,不能將PAD除掉.
21. Glide Pad的PC板上之signal line務必包地.
22. 每一I/O Chip set,需要放置在I/O Port之最近位置.VGA port & TV port & S terminal port需放置在一起.
23. All I/O ports之GND plane要切割.
24. VGA chip & Clock Generator務必將GND給予切割.
25. ALL I/O ports之EMI components,分別以2mm之距離,靠近I/O connector位置.
26. ALL I/O connector之固定腳PAD,再加2mm.
27. 高速訊號線& Clock trace應放至內層,並靠近GND Plane.
28. Clock trace若無法包地,其Trace & Trace之spacing是Trace的兩倍.
29. Clock generator and Main chip set在placement時不可放在板邊,應放置在中間.
30. 各chip set的信號線,其trace越短越好,clock trace須包地,頻率越高,trace越短.
31. 各chip set的信號線在走線時,不可平行重疊在一起,須垂直走線.
32. LAN & MODEM Jack至Connector之trace,其附近之每一層,不宜走線,並且Connector之外5mm應掏空.
33. Modem & LAN card, Combo card with Modem & LAN應儘量靠近LAN & Modem Jack connector. Modem & LAN Cable應走板邊,並避開DC/DC components & High Frequency components.
34. 若ESD可直接打入訊號點,則應予以絕緣包之或圍Ground Trace做保護.
機構部分
1. FDD,CD ROM,HDD之接觸方式
以螺絲固定.
以彈片接觸下地,至少6個.其優劣順序以披銅,磷青銅,不鏽鋼,鋁,鐵.
以Gasket接觸下地.
以Conductive Tape接觸下地.
以背導電膠之Al foil接觸下地.
儘量不要使用轉接cable, connector,宜直接對接.
2. Glide Pad
Glide Pad之GND點必須與鉄件接觸,然後以螺絲固定而下地.
以Gasket接觸下地.
以不鏽鋼或鐵件接觸下地.
按鈕之腳PIN,應以絕緣處理之.
PC板之固定孔,必須導通,並且以螺絲或金屬連接下地.
3. Audio DJ
Push button宜噴漆,不宜電鍍.
Push button board之固定孔,至少要有2個以上之固定孔.
PC板之固定孔,必須導通,並且以螺絲或金屬連接下地.
Speaker Wire必須預留Ferrite Core,其規格是8mm(D)*5mm(d)*10mm(L).
4. Audio Board
Connector上之金屬片,應貼Gasket下地.
至少鎖3螺絲.
5. DIMM & PCI之門蓋
底蓋與門蓋之四周接合面,應預留3-5mm之寬度.
底蓋之DIMM door & PCI door之設計力求密封性,建議能在設計初就預留一空間,使門蓋四周能貼1mm厚之gasket,門蓋鎖上後,gasket能被壓縮小於0.7mm.
門蓋之螺絲,以2顆為最佳,次之為1顆.
6. Key Board & 上蓋之關係
設計初就預留一空間,貼5(w)*0.5mm(t)之Gasket,並壓縮到0.4mm.
鎖螺絲固定key board,以4顆為最佳.
7. LCD之Coaxial cable & FPC cable
LCD背蓋及主機底蓋須各留一BOSS以便與LCD cable之導電布鎖在一起而與大地連接.
預留Ferrite core(6*4*10mm,D*d*L)之空間.
Coaxial cable之M/B端的connector必須有兩個固定孔鎖到主機板.
Connector上之轉接板,必須有鐵片覆蓋之.
包導電布時,其導電布上之任意兩點長度間的阻抗須小於1歐姆.
Cable儘量避免轉接.
Cable上下各貼一塊10(w)*2mm(t)*20mm(L)之gasket與背面之金屬面接觸,並壓縮到1.6mm.
8. LCD背蓋及底蓋,上蓋之關係
金屬遮蔽件,以面及多面接觸,切勿以點及線接觸.
Al foil貼在背蓋上,並與hinge連結在一起.
Hinge & Al foil鎖在LCD背蓋上.
Hinge整支金屬柱,應與M/B及上蓋全部接觸在一起.
上蓋必須鎖3-4顆螺絲到I/O bracket上.
金屬遮蔽件,應保持完整性,切勿空空洞洞.
金屬遮蔽件,應設計能與PCB周圍之Ground trace緊密接觸,且接觸良好.
9. I/O bracket接觸
I/O bracket之上下應以面接觸,其接觸面為5mm.
在設計初預留一空間以貼Gasket. [5mm(w)*0.5mm(t)],並壓縮到0.4mm.
以螺絲強迫接觸,切勿以線接觸.
10. Battery底下之鐵片
應與底蓋金屬連接在一起.
由下往上裝,並用螺絲鎖上.
11. Thermal module
CPU之heat sink必須與外殼緊密結合在一起,須以螺絲直接透過connector至M/B,與Boss鎖在一起.
CPU底下四周,必須焊4個彈片下地.
12. 彈片之應用
在CPU的四周每一邊加1個適合的彈片接觸機殼.
在CPU的PCB另一面的四周每一邊加1個適合的彈片接觸機殼.
在FDD & HDD 之connector 之 GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
在battery connector 之GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
All I/O ports 之GND pin旁加1個適合的彈片接觸機殼.
在板內以5cm平均的加1個適合的彈片接觸機殼.
13. Wire的理線
Modem & LAN wire cable應走板邊,並避開DC/DC components & High Frequency components.
All wire cable應走板邊,並避開dc/dc components & High Freq components.
All wire cable應預留Ferrite Core之空間,其規格為6mm(D)*20mm(L).
14. LAN & modem jack應在mother board上,不宜分開.
15. 外殼電鍍
LCD前後蓋及主機上下蓋之結合面,應有2mm之接觸.
銅釘必須低於Boss 20條.
以兩端最遠之對角位置,其阻抗應<=0.2歐姆.
16. 產品外觀表面應儘量設計為不導電,以防止ESD.
17. 小PC板,至少要有2-3個固定孔,並且均勻分布.
硬體部分
1. PC板之堆疊順序
NO. 6 Layers 8 Layers 10 Layers 12 Layers
1 Middle speed Middle speed Middle speed Middle speed
2 CLK & High speed GND GND GND
3 GND CLK & High speed CLK & High speed CLK & High speed
4 Vcc GND CLK & High speed CLK & High speed
5 Others Vcc GND CLK & High speed
6 CLK & High speed CLK & High speed Vcc GND
7 GND Others Vcc
8 Others CLK & High speed Others
9 GND CLK & High speed
10 Middle speed CLK & High speed
11 GND
12 Middle speed
Remark: 1. CLK & High speed: 30MHz以上.
2. Middle speed: 10—30MHz.
3. Others: 10MHz以下.
2. PC板應保持完整性, 以正方形或長方形為最佳, 避免有缺口或不規則.
3. PC應以一塊為最佳, 避免多塊組合.
4. PC板之板邊應有3mm以上之trace來圍繞,Ground trace以10-15mm的距離,並以random方式加through hole.
5. PC板之板邊應有3mm以上之trace來圍繞,並加SMD Finger與PC板下之金屬表面接觸.
18. ALL signals應與板邊GND Trace及固定孔之距離為2mm.
19. Mother board上,至少要有7個以上之固定孔,並力求平衡,不要集中在一處.而其他區域則無螺絲孔可供下地,此螺絲孔應靠近I/O connector及VGA IC, Clock generator, DC IN.
20. All PC板之固定孔,必須導通,不能將PAD除掉.
21. Glide Pad的PC板上之signal line務必包地.
22. 每一I/O Chip set,需要放置在I/O Port之最近位置.VGA port & TV port & S terminal port需放置在一起.
23. All I/O ports之GND plane要切割.
24. VGA chip & Clock Generator務必將GND給予切割.
25. ALL I/O ports之EMI components,分別以2mm之距離,靠近I/O connector位置.
26. ALL I/O connector之固定腳PAD,再加2mm.
27. 高速訊號線& Clock trace應放至內層,並靠近GND Plane.
28. Clock trace若無法包地,其Trace & Trace之spacing是Trace的兩倍.
29. Clock generator and Main chip set在placement時不可放在板邊,應放置在中間.
30. 各chip set的信號線,其trace越短越好,clock trace須包地,頻率越高,trace越短.
31. 各chip set的信號線在走線時,不可平行重疊在一起,須垂直走線.
32. LAN & MODEM Jack至Connector之trace,其附近之每一層,不宜走線,並且Connector之外5mm應掏空.
33. Modem & LAN card, Combo card with Modem & LAN應儘量靠近LAN & Modem Jack connector. Modem & LAN Cable應走板邊,並避開DC/DC components & High Frequency components.
34. 若ESD可直接打入訊號點,則應予以絕緣包之或圍Ground Trace做保護.
2008年12月22日星期一
ProE- Spinal Bends
Using Spinal Bends for Living Hinge Design
By John F. Gill of Gill Industries
Cross-section of living hinge.
A "living hinge" is a very thin portion of plastic that bridges two heavy walls and that provides the ability to flex repeatedly without the use of a mechanical hinge. A properly designed living hinge made from polypropylene or polyethylene can flex a million cycles without failure. Pro/ENGINEER's spinal bend feature works well for living hinge design because it allows you to model the hinge in one position but also "bend" into another.
Take this simple example.
1. Create an open box by creating protrusions for the top and bottom of the box. If you create the top and bottom of the box as separate features, it's easier to later select different draft angles for each.
Top and bottom of box.
2. Add draft to the box.
Top and bottom of box with draft.
3. Shell the part so that it has a constant wall thickness. You can shell the top and bottom at the same time.
Box after shelling.
4. Create the protrusion for the living hinge.
Side view of living hinge protrusion.
5. Sketch a datum curve to bend around. After making the radius of the bend tangent to the centerline of the hinge, be sure to reduce the radius value to something very small such as .0005 inches. Note: You may need to increase the part accuracy if the spinal bend feature fails to regenerate with this small radius.
Datum curve.
Curve tangency.
6. To create the spinal bend feature, select Feature, Create, Tweak, Spinal Bend, and Done. Pro/ENGINEER will ask for a quilt or solid to bend. Be sure to pick a feature that won't later get deleted. (In this case, the first protrusion is your best choice.) Then select the "spine," i.e., the curve you created in the previ-ous step. Choose Curve Chain and make sure the start point is coincident with the geometry.
Proper start point.
7. Pro/ENGINEER displays a plane through the start point and will ask for a "plane defining volume to bend." You must create a datum plane at the opposite end of the part and parallel to the start plane. All geometry between these planes will be included in the bend.
Start and end planes.
8.With the spinal bend feature completed, the geometry should appear as shown. Be sure to keep the spinal bend as the last feature to avoid unintentional parent/child relationships.
After bending.
End view of bent hinge.
9. Insert rounds before the shell.
Completed box with rounds.
10. Add the spinal bend to the family table, then suppress it. Create instances called box_open and box_closed.
Family table.
11. The open and closed instances can be shown on engineering drawings or exported for tooling, illustrations, manufacturing, etc. This model will not animate between the open and closed positions. To show the box open at other angles, redefine the datum
curve.
By John F. Gill of Gill Industries
Cross-section of living hinge.
A "living hinge" is a very thin portion of plastic that bridges two heavy walls and that provides the ability to flex repeatedly without the use of a mechanical hinge. A properly designed living hinge made from polypropylene or polyethylene can flex a million cycles without failure. Pro/ENGINEER's spinal bend feature works well for living hinge design because it allows you to model the hinge in one position but also "bend" into another.
Take this simple example.
1. Create an open box by creating protrusions for the top and bottom of the box. If you create the top and bottom of the box as separate features, it's easier to later select different draft angles for each.
Top and bottom of box.
2. Add draft to the box.
Top and bottom of box with draft.
3. Shell the part so that it has a constant wall thickness. You can shell the top and bottom at the same time.
Box after shelling.
4. Create the protrusion for the living hinge.
Side view of living hinge protrusion.
5. Sketch a datum curve to bend around. After making the radius of the bend tangent to the centerline of the hinge, be sure to reduce the radius value to something very small such as .0005 inches. Note: You may need to increase the part accuracy if the spinal bend feature fails to regenerate with this small radius.
Datum curve.
Curve tangency.
6. To create the spinal bend feature, select Feature, Create, Tweak, Spinal Bend, and Done. Pro/ENGINEER will ask for a quilt or solid to bend. Be sure to pick a feature that won't later get deleted. (In this case, the first protrusion is your best choice.) Then select the "spine," i.e., the curve you created in the previ-ous step. Choose Curve Chain and make sure the start point is coincident with the geometry.
Proper start point.
7. Pro/ENGINEER displays a plane through the start point and will ask for a "plane defining volume to bend." You must create a datum plane at the opposite end of the part and parallel to the start plane. All geometry between these planes will be included in the bend.
Start and end planes.
8.With the spinal bend feature completed, the geometry should appear as shown. Be sure to keep the spinal bend as the last feature to avoid unintentional parent/child relationships.
After bending.
End view of bent hinge.
9. Insert rounds before the shell.
Completed box with rounds.
10. Add the spinal bend to the family table, then suppress it. Create instances called box_open and box_closed.
Family table.
11. The open and closed instances can be shown on engineering drawings or exported for tooling, illustrations, manufacturing, etc. This model will not animate between the open and closed positions. To show the box open at other angles, redefine the datum
curve.
EMI屏蔽塑膠改性材料
RTP公司的EMI(电磁波干扰)屏蔽改性材料的特点是它的表面电阻率在10-2 到101 欧姆/平方之间。成品元件的屏蔽程度受产品厚度、导电率等级和材料所含的导电添加剂的分散程度的影响。 除屏蔽特性以外，这些改性材料可以根据应用要求而产生部分ESD控制
最近几年，已有大量的塑料(加上导电性涂装或含有导电纤维)不断地取代金属,这是因为塑料有许多优点，如：
减轻重量 对那些便携式装置就很重要。
设计自由 可以设计出复杂的外型，元件整合和连接的方式。
成本效益高 能大批量生产和降低装配成本。
良好的物理特性 固有天然耐腐蚀；强度/重量比高。
可塑性: 弹性体被用于二个配合元件之间的优秀衬垫。
EMI屏蔽改性材料比较涂装
有很多种替代材料与EMI屏蔽改性材料竞争如：金属箔片，导电编织物，金属质的内部屏蔽，和涂上导电涂装的塑料。导电漆是在塑料表面涂一层导电涂装的最常用的方法，但现在普遍使用的是真空电镀。
虽然比较涂装和改性材料的优点与缺点是相当简单的，而比较此两种方法的屏蔽效果却较为复杂。 改性材料主要的屏蔽方式是吸收，而涂装主要的屏蔽方式却是反射。
涂装工业用表面电阻率来表示屏蔽能力。 然而，对通过吸收来起作用的屏蔽方式(此处电的传导主要是发生在产品内部)，表面电阻率和屏蔽能力之间没有什么关连, 而体积电阻率才是一个较佳的屏蔽效率指标。
范例研究：成本的比较
当比较导电涂装和EMI屏蔽材料的成本时，重要的是考虑每一个成品的成本，而不是考虑每公斤的材料成本。当使用这种标准比较时，EMI屏蔽材料的成本比导电涂装的成本低一点。
RTP公司开展了一项研究, 比较每一个塑料元件达到至少40B EMI屏蔽效果的成本。 此项研究把RTP公司的EMI屏蔽改性材料, 和其他3种涂装方式(喷涂，金属电镀，和真空电镀)作比较。 此塑料元件是一个 2 英寸x 2 英寸x 1/2 英寸(50.8 mm x 50.8 mm x 12.7 mm)的盖子，截面厚度为0.120 英寸(3.048 mm)。此比较反应了数量为10,000和100,000个产品的成本。
两种RTP公司的改性材料被选来作此研究，每一种材料都超过最低的EMI屏蔽要求
EMI661-ABS,含10%的不锈钢纤维
EMI682-ABS,含15%的镀镍的碳纤维
塑料产品图交给几个涂装加工者。 他们的成本包含涂上涂装的单件成本，模具/改性制具/屏蔽修饰的成本，和不良率。
产品设计和屏蔽的规范适用于导电涂装的程序。 然而，即使在如此有利于导电涂装的条件下，无论数量大还是数量小的应用，EMI屏蔽改性材料比导电涂装还是更有竞争优势或是成本较低。
屏蔽的重要性
最普遍的EMI(电磁波干扰)发生于电磁波频谱的无线电频率(RF)的范围在104到1012 赫(Hertz)之间。 此频率范围的能量可以由电脑电路，无线电发射器，日光灯，电子马达，投影机电源线，闪电，和很多其他的来源发出。
由于愈来愈多产品含有敏感性电子元件，因此电磁能量的不断增加产生越来越多的电磁波干扰--或"噪音"--造成许多电子装置无法工作。 这些电子元件的尺寸越来越小，运转速度越来越快，所造成的电磁污染愈加难以处理。不断提高的电子装置频率(超过10GHz现在很普遍)造成等比例降低的波长能穿透外壳和容器上非常小的缺口。
日趋严格的规定限制了产品电磁波的发散。 同时，产品对外部EMI的屏蔽性决定了产品的成败。为了符合电磁波的放射或屏蔽(或感受性)的规定，设定者和制造厂商把电磁行为和屏蔽技术的知识运用到产品的设计中。
控制EMI/RFI
屏蔽为敏感性元件提供"免疫性"，防止了从外部进来的电磁干扰(EMI)和/或防止过度的电磁干扰其他的敏感设备。 防止电磁干扰的发散或接收的主要方法是做适当的电路设计，接地，选择和放置元件(包含特殊设计的过滤器)。
当此种预防的方法不能符合要求，不能使电子装置达到适当的操作要求，或不够经济时，用EMI屏蔽改性材料是一个最佳的替代方案。
在电子装置周围放置一个法拉第罩是最基本的屏蔽电磁干扰的方法。 法拉第罩可用金属，涂装金属层的热塑性塑料制造，或用导电的热塑性塑料改性材料，该材料一般是透明的但是加入导电添加剂之后变成不透明。导电的改性材料提供优异的设计和制造的灵活性，并且成型后即可使用。
纤维状的添加剂有高度的方向比,能在一般的绝缘橡胶内形成一个导电性网络。 这些添加剂可分为2类：
金属物质： 不锈钢纤维，铜纤维，金属簿片，粉末和颗粒。
金属涂装的物质： 镀镍石墨(NCG Fiber)，金属涂装的基材(非纤维)如镍-石墨粉，镍-云母，镀银玻璃珠。
电磁波的"吸收A-反射R-穿透T"
当电磁波遇到材料时有三种科学现象发生：
-吸收 当电磁波穿透时，其能量损失。 此能量损失通常被转换成热能。 吸收情况依赖于材料的厚度和电磁场的磁性。
-反射 当电磁波遇到材料时，其能量被反射。 反射可以从前面和背面发生并且在材料的内部反射，与材料的厚度无关。
穿透 能量穿透最小障碍的材料。
最近几年，已有大量的塑料(加上导电性涂装或含有导电纤维)不断地取代金属,这是因为塑料有许多优点，如：
减轻重量 对那些便携式装置就很重要。
设计自由 可以设计出复杂的外型，元件整合和连接的方式。
成本效益高 能大批量生产和降低装配成本。
良好的物理特性 固有天然耐腐蚀；强度/重量比高。
可塑性: 弹性体被用于二个配合元件之间的优秀衬垫。
EMI屏蔽改性材料比较涂装
有很多种替代材料与EMI屏蔽改性材料竞争如：金属箔片，导电编织物，金属质的内部屏蔽，和涂上导电涂装的塑料。导电漆是在塑料表面涂一层导电涂装的最常用的方法，但现在普遍使用的是真空电镀。
虽然比较涂装和改性材料的优点与缺点是相当简单的，而比较此两种方法的屏蔽效果却较为复杂。 改性材料主要的屏蔽方式是吸收，而涂装主要的屏蔽方式却是反射。
涂装工业用表面电阻率来表示屏蔽能力。 然而，对通过吸收来起作用的屏蔽方式(此处电的传导主要是发生在产品内部)，表面电阻率和屏蔽能力之间没有什么关连, 而体积电阻率才是一个较佳的屏蔽效率指标。
范例研究：成本的比较
当比较导电涂装和EMI屏蔽材料的成本时，重要的是考虑每一个成品的成本，而不是考虑每公斤的材料成本。当使用这种标准比较时，EMI屏蔽材料的成本比导电涂装的成本低一点。
RTP公司开展了一项研究, 比较每一个塑料元件达到至少40B EMI屏蔽效果的成本。 此项研究把RTP公司的EMI屏蔽改性材料, 和其他3种涂装方式(喷涂，金属电镀，和真空电镀)作比较。 此塑料元件是一个 2 英寸x 2 英寸x 1/2 英寸(50.8 mm x 50.8 mm x 12.7 mm)的盖子，截面厚度为0.120 英寸(3.048 mm)。此比较反应了数量为10,000和100,000个产品的成本。
两种RTP公司的改性材料被选来作此研究，每一种材料都超过最低的EMI屏蔽要求
EMI661-ABS,含10%的不锈钢纤维
EMI682-ABS,含15%的镀镍的碳纤维
塑料产品图交给几个涂装加工者。 他们的成本包含涂上涂装的单件成本，模具/改性制具/屏蔽修饰的成本，和不良率。
产品设计和屏蔽的规范适用于导电涂装的程序。 然而，即使在如此有利于导电涂装的条件下，无论数量大还是数量小的应用，EMI屏蔽改性材料比导电涂装还是更有竞争优势或是成本较低。
屏蔽的重要性
最普遍的EMI(电磁波干扰)发生于电磁波频谱的无线电频率(RF)的范围在104到1012 赫(Hertz)之间。 此频率范围的能量可以由电脑电路，无线电发射器，日光灯，电子马达，投影机电源线，闪电，和很多其他的来源发出。
由于愈来愈多产品含有敏感性电子元件，因此电磁能量的不断增加产生越来越多的电磁波干扰--或"噪音"--造成许多电子装置无法工作。 这些电子元件的尺寸越来越小，运转速度越来越快，所造成的电磁污染愈加难以处理。不断提高的电子装置频率(超过10GHz现在很普遍)造成等比例降低的波长能穿透外壳和容器上非常小的缺口。
日趋严格的规定限制了产品电磁波的发散。 同时，产品对外部EMI的屏蔽性决定了产品的成败。为了符合电磁波的放射或屏蔽(或感受性)的规定，设定者和制造厂商把电磁行为和屏蔽技术的知识运用到产品的设计中。
控制EMI/RFI
屏蔽为敏感性元件提供"免疫性"，防止了从外部进来的电磁干扰(EMI)和/或防止过度的电磁干扰其他的敏感设备。 防止电磁干扰的发散或接收的主要方法是做适当的电路设计，接地，选择和放置元件(包含特殊设计的过滤器)。
当此种预防的方法不能符合要求，不能使电子装置达到适当的操作要求，或不够经济时，用EMI屏蔽改性材料是一个最佳的替代方案。
在电子装置周围放置一个法拉第罩是最基本的屏蔽电磁干扰的方法。 法拉第罩可用金属，涂装金属层的热塑性塑料制造，或用导电的热塑性塑料改性材料，该材料一般是透明的但是加入导电添加剂之后变成不透明。导电的改性材料提供优异的设计和制造的灵活性，并且成型后即可使用。
纤维状的添加剂有高度的方向比,能在一般的绝缘橡胶内形成一个导电性网络。 这些添加剂可分为2类：
金属物质： 不锈钢纤维，铜纤维，金属簿片，粉末和颗粒。
金属涂装的物质： 镀镍石墨(NCG Fiber)，金属涂装的基材(非纤维)如镍-石墨粉，镍-云母，镀银玻璃珠。
电磁波的"吸收A-反射R-穿透T"
当电磁波遇到材料时有三种科学现象发生：
-吸收 当电磁波穿透时，其能量损失。 此能量损失通常被转换成热能。 吸收情况依赖于材料的厚度和电磁场的磁性。
-反射 当电磁波遇到材料时，其能量被反射。 反射可以从前面和背面发生并且在材料的内部反射，与材料的厚度无关。
穿透 能量穿透最小障碍的材料。
2008年12月17日星期三
微型扬声器与手机匹配
1.微型扬声器 与 手机最佳匹配方案
江苏裕成电子有限公司
2.扬声器是一种将电信号转换成声信号的换能器件，俗称喇叭。
应用扬声器的领域很多。在通信、广播、教育、日常生活等方面都有广泛的应用。
动圈式扬声器在各类扬声器中，应用最多、最广泛。
3.重点讨论 手机、数码产品用的 微型动圈式扬声器
手机、数码产品用的微型动圈式扬声器
4.Relationship between music IC and Speaker 音源与扬声器之间的关系
1)*music IC
Max output power 最大输出功率
Acoustic spectrum 有关声音的频谱
2)Speaker
Sensitivity F0 灵敏度 F0
Frequency reponse 频响范围
T.H.D.失真
Rated/Max Power 额定/最大 功率
5.Technical Specifications of Speaker
1). Resonance Frequency (F0):900±20% Hz
2).Impedance:8±15%Ω at 2kHz
3).Measuring Diagram :Shown in Fig.1
4).Frequency Response:Shown in Fig.2
5).Sensitivity :90±3dB at 1kHz 0.1W/0.1m
6).Rated/Max Power :0.8W/1.2W
7)T. H.D.:Less than 10% at 1kHz for S.P.L.
6.阻抗和最低共振频率
扬声器阻抗具有频率特性。由振动系统的质量和振动系统支撑部的弹性决定的共振 频率（称之为最低共振频率f0 ）点出现峰值。而在f0以上出现最小值这样的频率点的阻抗，称之为标称阻抗Z0 。另外，一到高频段，该阻抗将随着音圈阻抗而按比例升高。
7.F0与阻抗的定义
Ｅg：信号源电压；Ｒg信号源电阻；Ｒe音圈及外接直流阻抗；Ｒ‘扬声器辐射电阻
Ｃ‘扬声器辐射容抗；Ｌ’扬声器辐射感抗
8.Measuring Diagram Fig.1
9.Frequency Response Fig.2
10.扬声器频响曲线和Ｑt的关系
13.Rted/Max Power
根据IEC268-5（1989）、GB/T9396-1996中的规定，可分为额定功率、最大功率。
额定功率(Rated Power)
Speaker 可允许长时间正常工作之功率，在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的相应电功率。功率高表示Speaker可承受较高声音输出。
最大功率(Max Power)
Speaker在短时间内不会被破坏之功率，指能承受持续时间为1秒、间隔为60秒、重复60次的模拟节目信号，而不产生永久性损坏的功率。（但声音的表现无法保证正常）
14.手机扬声器功率计算
弦波Rms=（ Vp-p/2 * Vp-p/2)/2Re
方波Rms= （ Vp-p/2 * Vp-p/2)/Re
15.扬声器谐波失真特性
谐波失真定义
谐波计算公式
谐波失真测试
谐波失真产生原因
16.谐波失真定义
失真产生总谐波声压的有效值与输出声压的有效值Pt的比值称为总谐波失真,单位用百分数表示
17.谐波失真产生的原因
磁路工作状态在非线性工作区
手机的超功率使用
手机工作状态不在扬声器的有效的频响范围内
振膜材料的刚性系数差
扬声器的结构不对称
工艺操作一致性差
18.失真曲线
19.扬声器的基本结构
20.工作原理
根据法拉第定律，当载流体通过磁场时，会受到一电动力，其方向符合弗来明左手法则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。
F∝ BIL
21.声音的概念
空气中的物体产生振动，振动了四周的空气，使得空气受到压缩或者变得稀疏。于是空气压力产生高低变化（也即空气密度高的区域和密度低的区域）。空气的这种稀疏和致密向四周扩散传播，使得人的耳朵里的空气压力发生变化，耳膜发生振动，便听到声音。
22.球面波
呈球状的声源，在其半径方向以相同的速度产生振动时，其四周产生的波，就称为球面波。这个声音随着远离声源而减弱，其减弱程度与离开声源的距离的平方成反比例。
23.平面波
将无限长的管状物的一端限制为活塞状，振动时，管内产生的平行波就是平面波，在自由的空间里要产生平面波，就需要无限大的平面；从声源点发出的球面波，在距离声源足够远的地方，也可以把波阵面看作是平面波。
24.驻波
在存在着反射面的空间，当声源辐射出一定频率的连续声波时，在声源和反射面之间就存在一个声场。这时，入射（发射）声和反射声会互相干涉而出现强声区域和弱声区域。这种强声和弱声点在一定的部位出现时，这种声场便称为产生驻波的声场。在实际的试听室中，必须避免这种现象的产生
25.声音的强度（声音的物理量）
表示声波在前进方向的垂直面上，单位面积单位时间所通过的声能。
Wo：声强 (W/cm2)
ρ ： 空气密度 (g/cm2)
c ： 大气中的音速 (cm/s）
P ： 音压有效值 (dyne/cm2)
v ： 空气分子速度有效值 (cm/s)
由于难以通过直接测定(W/cm2)来反映实际的声音强度，故一般是通过测定音压，并用如下公式来表示声音强度的水平
Lp：在p(μbar)的音压强度的Level (dB) po ：0.00002 (μbar)
＊标准Level ： 音压 0.00002 (μbar) = 音压水平 0 (dB)
26.在自由空间中的特性
在各个方向都无限自由的空间中，由声源所发出的声波是以球面波的形式向各个方向扩散传播的。所以，音压水平的下降与离开声源的距离的平方成反比例，音压水平下降。
音压水平差=20Log r/ro (dB)
27.可听界限
听力良好的人勉强可听到的声音，其频率为1KHz、音压为0.00002μbar、声能为10-16W/cm2。如表所示，听力比最下面曲线好的人不到总人数的1%；另外，如50%的曲线所示，有一半人的听力比此曲线好。
超过120dB(200μbar），人耳就会有刺痛感。
28.耳朵等（强）信号
人耳的特性虽然各不相同，但大体上具有如图所示的特性。
也就是说，1kHz的声音在100dB的SPL下可以听到声音，如果20Hz的声音达不到127dB，那么就感觉不到与1kHz的100dB同样大小的声音。
29.何为声波干涉
当扬声器振膜振动时，振膜前后都会有声波产生，当声波扩散时，前后声波会相遇，由于前后的波长相同，相位相反，故此时声波会互相抵消，而使输出声音变小。
避免声波干涉的办法为在扬声器的前方装一档板，如此就可阻止前后声波相干涉。
30.手机腔体、孔与扬声器的关系
前腔： 主要是避免前后腔声波干涉，由机壳台阶和胶垫给合形成，设计时要充分考虑
其空间大小，对输出音压的大小有影响。
内腔： 主在是避免前后腔声波干涉，好的设计会让声音有共鸣感、立体感。
出音孔：声音由此发出，孔的大小会对频响有影响。
泄漏孔：由于手机在设计过程中无法避免，如SIM卡、机壳合盖处、耳机孔等，为避免
声波相互干涉，应尽量远离出音孔为佳。
31.音腔对手机音频性能及实际声音的影响
Bl为机电转换系数；
eg为信号源的电压；
Re为扬声器直流阻；
Rg为信号源的内阻；
Sd为扬声器的有效辐射面积；
MAS为扬声器振膜与音圈的等效声质量；
CAS为扬声器振膜的等效声顺；
RAS为扬声器振膜的等效声阻；
MAR、RAR分别为扬声器振膜正面的辐射声质量及辐射声阻；
MAB、RAB分别为扬声器振膜背面的辐射声质量及辐射声阻；
MA1、RA1分别为扬声器支架背面开孔的等效声质量及等效声阻（此部分声阻也包括外加阻尼的等效声阻）；
MA2、RA2分别为机壳正面发音孔的等效声质量及等效声阻；
MAL、RAL分别为扬声器正面与机壳之间由于泄漏而产生的声质量及声阻；
CA1为扬声器振膜背面与盆架之间容积的等效声顺，CA1=V1/ρc^2；
CA2为扬声器振膜正面与机壳之间容积的等效声顺，CA2=V2/ρc^2；
CA3为扬声器背面与机壳之间后腔容积的等效声顺，CA3=V3/ρc^2；
扬声器在机壳正面的安装，均是将扬声器紧贴面板安装，故其正面的腔体容积V2很小，即CA2亦很小，在较低频时（一般指音频范围内）其产生的声抗很大，故此支路可看作开路。同理，扬声器振膜背面与支架之间形成的腔体容积也足够小，故此支路亦可看作开路。
另外，扬声器与机壳之间是密闭的，其产生的泄漏很小，故MAL、RAL支路很小，可以忽略。故图1的等效线路可以简化为下图所示的等效线路图。
一般地，机壳正面无须增加任何的外加阻尼，而机壳本身的阻尼也很小，可以忽略不计，故RA2可以忽略。
对于扬声器来说，振膜本身的阻尼是很小的，通常需要外加阻尼来调节，即通过调节RA1来调节扬声器单体的性能（主要调节Qts） 。
令MA=MAS+ MAR + MAB + MA1+ MA2
RA=（Bl^2/((Rg+Re)*Sd^2)+ RAS+RAR+RAB+ RA1
则上图的等效线路可以简化为下图所示的等效线路。
对于特定的扬声器来说，MAS、 MAR 、 MAB均为定量，且从上式中可以看出，MA1、 MA2影响整体声质量MA，而辐射声压Pr为：
Pr=ρ/(4πr) * eg *Bl/((Rg+Re)*Sd*MA)*G(jw)
从上式中可以输出声压的辐值与MA成反比，故一般要求MA1、 MA2尽可能小。而
MA2 =ρ(l2+Δl2/S2 , MA1 =ρ(l1+Δl1)/S1,
其中，l1、l2为开孔的深度，Δl2、Δl1为开孔的末端校正，S1、S2为开孔的面积。
那么从上式中可以看出，要求发声孔的面积尽可能大。
故要求机壳的开孔面积尽可能大。
30.腔体出声孔对频响曲线影响
另外，扬声器单体的fo=1/(2*π*(MA*CAS)^(1/2))；
而装机之后，系统的谐振频率fc=1/(2*π*(MA*CA)^(1/2))，由图4所示的等效线路图可知，CA是声顺CAS 和 CA3的串联：CA=( CAS * CA3)/( CAS + CA3)
由以上三式可得，fc=(1+( CAS / CA3))^(1/2)*fo
由此可以看出，扬声器的等效容积是一定的，而如果CA3越大，即V3越大，fc将会越低，越接近于扬声器单体的fo。反之，如果后腔容积V3越小，则扬声器装腔之后的整体fc将越高，整体的低频效果将越差。故一般要求在条件允许的情况下，后腔容积尽可能大；同时要利用机壳后腔所有可利用的容积，保证扬声器单体背面与整个后腔相通。
故要求后腔的容积尽可能大。
31.后腔对频响曲线影响
再观察图1结构图及图2所示的等效线路图，如果机壳后腔中有障碍物将盆架背面的发声孔堵住，则等效线路图2中的CA3将变成无穷大，即CA3相当于短路。而以上亦描述过，机壳正面发声孔以及盆架背面的发声孔都尽可能的大，而且机壳正面发声孔阻尼也很小，故可忽略MA2、RA2、MA1；同时机壳正面的体积V2很小，此支路相当于开路；另外，忽略泄漏MAL、RAL，故图2中的等效线路可以简化为图5
由上图中可得fo’=(1+CAS/ CA1)^(1/2) *fo
而一般CA1很小，通常要比CAS小得多，故导致结果fo’变得很高，最终结果是基本上不存在低频性能。
故扬声器单体背面的发声孔一定要自由敞开，且要与整个机壳的后腔相通。
图2 中描述到泄漏，也就是说，如果扬声器正面与机壳安装不密闭，则图2所示的等效线路中的泄漏阻将不能忽略。同上，忽略MA2、RA2、CA2 、CA1、 MA1，则图2中的等效线路图可以简化为图6中的等效线路图：
其中，MA’=MAS+ MAR + MAB RA’=（Bl^2/((Rg+Re)*Sd^2)+ RAS+RAR+RAB
由上图可见，由于泄漏的存在而附加了一个额外的声阻及声质量，而且泄漏越厉害，这两者的值越大。而声质量影响其输出声压，声质量越大，输出声压越低；而声阻则影响低频端的Q值：声阻越大，Q值越小，则低频端的灵敏度越低。可见两者均会影响机壳正面的输出灵敏度。
故扬声器正面必须与机壳密闭，不能存在泄漏。
32.前腔容积对频响曲线影响
33.音腔设计常见问题一
问题点：声泄漏造成声波干涉，致使声音小及音质不佳状况：
1)、机壳不密封。
2)、机壳装饰片与机壳不密封。
3)、SIM卡、电池卡等泄漏孔太接近扬声器
34.音腔设计常见问题二
问题点：手机内容积变小，造成音小及音质不佳状况：
1)、手机内容积设计太小。
2)、手机中扬声器定位壁过高，与PCB密贴。
35.音腔设计常见问题三
问题点：振膜无法自由振动，造成声音小及音质不佳状况：
1)、扬声器阻尼纸部位被手机内部器件压住。
36.音腔设计常见问题四
问题点：声波反射严重，造成声音小状况：
1、翻盖机用单面发声受话器，出声间隙设计太小。
2、侧边出声，音隙设计太小。
37.总结
（一）扬声器的额定功率需 ≥ 手机之输出最大功率
（二）音腔的设计会影响音乐的最终听觉感受，只考虑结构的设计绝对无法设计出最佳效果的声音产品。应考虑整体腔体的设计原则，常用方法如下：
将扬声器装入手机机壳内，把手机零部件全部装入，测试整体效果。
（三）手机常发生的问题之一是音量不够大，主要原因有：
1)、音腔设计不正确
2)、手机内容积不够
3)、所选取的扬声器灵敏度不高
4)、因空间限制，设计时选取小尺寸扬声器
四）手机常发生的另一个问题是破音，主要原因有：
1)、手机音频输出功率超出扬声器的额定功率
2)、手机音频输出频率已超出扬声器的有效频率范围
3)、选用的扬声器低频部份承受功率较差
（五）由于各扬声器生产商测试方式不一，各规格书上所标参数存在着差异，甚至有些厂家故意将规格书上的参数标的很漂亮来吸引用户。
只有在相同条件下，测得的数据才能反应出器件的优良，判断出器件的实际效果。
江苏裕成电子有限公司
2.扬声器是一种将电信号转换成声信号的换能器件，俗称喇叭。
应用扬声器的领域很多。在通信、广播、教育、日常生活等方面都有广泛的应用。
动圈式扬声器在各类扬声器中，应用最多、最广泛。
3.重点讨论 手机、数码产品用的 微型动圈式扬声器
手机、数码产品用的微型动圈式扬声器
4.Relationship between music IC and Speaker 音源与扬声器之间的关系
1)*music IC
Max output power 最大输出功率
Acoustic spectrum 有关声音的频谱
2)Speaker
Sensitivity F0 灵敏度 F0
Frequency reponse 频响范围
T.H.D.失真
Rated/Max Power 额定/最大 功率
5.Technical Specifications of Speaker
1). Resonance Frequency (F0):900±20% Hz
2).Impedance:8±15%Ω at 2kHz
3).Measuring Diagram :Shown in Fig.1
4).Frequency Response:Shown in Fig.2
5).Sensitivity :90±3dB at 1kHz 0.1W/0.1m
6).Rated/Max Power :0.8W/1.2W
7)T. H.D.:Less than 10% at 1kHz for S.P.L.
6.阻抗和最低共振频率
扬声器阻抗具有频率特性。由振动系统的质量和振动系统支撑部的弹性决定的共振 频率（称之为最低共振频率f0 ）点出现峰值。而在f0以上出现最小值这样的频率点的阻抗，称之为标称阻抗Z0 。另外，一到高频段，该阻抗将随着音圈阻抗而按比例升高。
7.F0与阻抗的定义
Ｅg：信号源电压；Ｒg信号源电阻；Ｒe音圈及外接直流阻抗；Ｒ‘扬声器辐射电阻
Ｃ‘扬声器辐射容抗；Ｌ’扬声器辐射感抗
8.Measuring Diagram Fig.1
9.Frequency Response Fig.2
10.扬声器频响曲线和Ｑt的关系
13.Rted/Max Power
根据IEC268-5（1989）、GB/T9396-1996中的规定，可分为额定功率、最大功率。
额定功率(Rated Power)
Speaker 可允许长时间正常工作之功率，在额定频率范围内馈给扬声器以规定的模拟节目信号，而不产生热和机械损坏的相应电功率。功率高表示Speaker可承受较高声音输出。
最大功率(Max Power)
Speaker在短时间内不会被破坏之功率，指能承受持续时间为1秒、间隔为60秒、重复60次的模拟节目信号，而不产生永久性损坏的功率。（但声音的表现无法保证正常）
14.手机扬声器功率计算
弦波Rms=（ Vp-p/2 * Vp-p/2)/2Re
方波Rms= （ Vp-p/2 * Vp-p/2)/Re
15.扬声器谐波失真特性
谐波失真定义
谐波计算公式
谐波失真测试
谐波失真产生原因
16.谐波失真定义
失真产生总谐波声压的有效值与输出声压的有效值Pt的比值称为总谐波失真,单位用百分数表示
17.谐波失真产生的原因
磁路工作状态在非线性工作区
手机的超功率使用
手机工作状态不在扬声器的有效的频响范围内
振膜材料的刚性系数差
扬声器的结构不对称
工艺操作一致性差
18.失真曲线
19.扬声器的基本结构
20.工作原理
根据法拉第定律，当载流体通过磁场时，会受到一电动力，其方向符合弗来明左手法则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。
F∝ BIL
21.声音的概念
空气中的物体产生振动，振动了四周的空气，使得空气受到压缩或者变得稀疏。于是空气压力产生高低变化（也即空气密度高的区域和密度低的区域）。空气的这种稀疏和致密向四周扩散传播，使得人的耳朵里的空气压力发生变化，耳膜发生振动，便听到声音。
22.球面波
呈球状的声源，在其半径方向以相同的速度产生振动时，其四周产生的波，就称为球面波。这个声音随着远离声源而减弱，其减弱程度与离开声源的距离的平方成反比例。
23.平面波
将无限长的管状物的一端限制为活塞状，振动时，管内产生的平行波就是平面波，在自由的空间里要产生平面波，就需要无限大的平面；从声源点发出的球面波，在距离声源足够远的地方，也可以把波阵面看作是平面波。
24.驻波
在存在着反射面的空间，当声源辐射出一定频率的连续声波时，在声源和反射面之间就存在一个声场。这时，入射（发射）声和反射声会互相干涉而出现强声区域和弱声区域。这种强声和弱声点在一定的部位出现时，这种声场便称为产生驻波的声场。在实际的试听室中，必须避免这种现象的产生
25.声音的强度（声音的物理量）
表示声波在前进方向的垂直面上，单位面积单位时间所通过的声能。
Wo：声强 (W/cm2)
ρ ： 空气密度 (g/cm2)
c ： 大气中的音速 (cm/s）
P ： 音压有效值 (dyne/cm2)
v ： 空气分子速度有效值 (cm/s)
由于难以通过直接测定(W/cm2)来反映实际的声音强度，故一般是通过测定音压，并用如下公式来表示声音强度的水平
Lp：在p(μbar)的音压强度的Level (dB) po ：0.00002 (μbar)
＊标准Level ： 音压 0.00002 (μbar) = 音压水平 0 (dB)
26.在自由空间中的特性
在各个方向都无限自由的空间中，由声源所发出的声波是以球面波的形式向各个方向扩散传播的。所以，音压水平的下降与离开声源的距离的平方成反比例，音压水平下降。
音压水平差=20Log r/ro (dB)
27.可听界限
听力良好的人勉强可听到的声音，其频率为1KHz、音压为0.00002μbar、声能为10-16W/cm2。如表所示，听力比最下面曲线好的人不到总人数的1%；另外，如50%的曲线所示，有一半人的听力比此曲线好。
超过120dB(200μbar），人耳就会有刺痛感。
28.耳朵等（强）信号
人耳的特性虽然各不相同，但大体上具有如图所示的特性。
也就是说，1kHz的声音在100dB的SPL下可以听到声音，如果20Hz的声音达不到127dB，那么就感觉不到与1kHz的100dB同样大小的声音。
29.何为声波干涉
当扬声器振膜振动时，振膜前后都会有声波产生，当声波扩散时，前后声波会相遇，由于前后的波长相同，相位相反，故此时声波会互相抵消，而使输出声音变小。
避免声波干涉的办法为在扬声器的前方装一档板，如此就可阻止前后声波相干涉。
30.手机腔体、孔与扬声器的关系
前腔： 主要是避免前后腔声波干涉，由机壳台阶和胶垫给合形成，设计时要充分考虑
其空间大小，对输出音压的大小有影响。
内腔： 主在是避免前后腔声波干涉，好的设计会让声音有共鸣感、立体感。
出音孔：声音由此发出，孔的大小会对频响有影响。
泄漏孔：由于手机在设计过程中无法避免，如SIM卡、机壳合盖处、耳机孔等，为避免
声波相互干涉，应尽量远离出音孔为佳。
31.音腔对手机音频性能及实际声音的影响
Bl为机电转换系数；
eg为信号源的电压；
Re为扬声器直流阻；
Rg为信号源的内阻；
Sd为扬声器的有效辐射面积；
MAS为扬声器振膜与音圈的等效声质量；
CAS为扬声器振膜的等效声顺；
RAS为扬声器振膜的等效声阻；
MAR、RAR分别为扬声器振膜正面的辐射声质量及辐射声阻；
MAB、RAB分别为扬声器振膜背面的辐射声质量及辐射声阻；
MA1、RA1分别为扬声器支架背面开孔的等效声质量及等效声阻（此部分声阻也包括外加阻尼的等效声阻）；
MA2、RA2分别为机壳正面发音孔的等效声质量及等效声阻；
MAL、RAL分别为扬声器正面与机壳之间由于泄漏而产生的声质量及声阻；
CA1为扬声器振膜背面与盆架之间容积的等效声顺，CA1=V1/ρc^2；
CA2为扬声器振膜正面与机壳之间容积的等效声顺，CA2=V2/ρc^2；
CA3为扬声器背面与机壳之间后腔容积的等效声顺，CA3=V3/ρc^2；
扬声器在机壳正面的安装，均是将扬声器紧贴面板安装，故其正面的腔体容积V2很小，即CA2亦很小，在较低频时（一般指音频范围内）其产生的声抗很大，故此支路可看作开路。同理，扬声器振膜背面与支架之间形成的腔体容积也足够小，故此支路亦可看作开路。
另外，扬声器与机壳之间是密闭的，其产生的泄漏很小，故MAL、RAL支路很小，可以忽略。故图1的等效线路可以简化为下图所示的等效线路图。
一般地，机壳正面无须增加任何的外加阻尼，而机壳本身的阻尼也很小，可以忽略不计，故RA2可以忽略。
对于扬声器来说，振膜本身的阻尼是很小的，通常需要外加阻尼来调节，即通过调节RA1来调节扬声器单体的性能（主要调节Qts） 。
令MA=MAS+ MAR + MAB + MA1+ MA2
RA=（Bl^2/((Rg+Re)*Sd^2)+ RAS+RAR+RAB+ RA1
则上图的等效线路可以简化为下图所示的等效线路。
对于特定的扬声器来说，MAS、 MAR 、 MAB均为定量，且从上式中可以看出，MA1、 MA2影响整体声质量MA，而辐射声压Pr为：
Pr=ρ/(4πr) * eg *Bl/((Rg+Re)*Sd*MA)*G(jw)
从上式中可以输出声压的辐值与MA成反比，故一般要求MA1、 MA2尽可能小。而
MA2 =ρ(l2+Δl2/S2 , MA1 =ρ(l1+Δl1)/S1,
其中，l1、l2为开孔的深度，Δl2、Δl1为开孔的末端校正，S1、S2为开孔的面积。
那么从上式中可以看出，要求发声孔的面积尽可能大。
故要求机壳的开孔面积尽可能大。
30.腔体出声孔对频响曲线影响
另外，扬声器单体的fo=1/(2*π*(MA*CAS)^(1/2))；
而装机之后，系统的谐振频率fc=1/(2*π*(MA*CA)^(1/2))，由图4所示的等效线路图可知，CA是声顺CAS 和 CA3的串联：CA=( CAS * CA3)/( CAS + CA3)
由以上三式可得，fc=(1+( CAS / CA3))^(1/2)*fo
由此可以看出，扬声器的等效容积是一定的，而如果CA3越大，即V3越大，fc将会越低，越接近于扬声器单体的fo。反之，如果后腔容积V3越小，则扬声器装腔之后的整体fc将越高，整体的低频效果将越差。故一般要求在条件允许的情况下，后腔容积尽可能大；同时要利用机壳后腔所有可利用的容积，保证扬声器单体背面与整个后腔相通。
故要求后腔的容积尽可能大。
31.后腔对频响曲线影响
再观察图1结构图及图2所示的等效线路图，如果机壳后腔中有障碍物将盆架背面的发声孔堵住，则等效线路图2中的CA3将变成无穷大，即CA3相当于短路。而以上亦描述过，机壳正面发声孔以及盆架背面的发声孔都尽可能的大，而且机壳正面发声孔阻尼也很小，故可忽略MA2、RA2、MA1；同时机壳正面的体积V2很小，此支路相当于开路；另外，忽略泄漏MAL、RAL，故图2中的等效线路可以简化为图5
由上图中可得fo’=(1+CAS/ CA1)^(1/2) *fo
而一般CA1很小，通常要比CAS小得多，故导致结果fo’变得很高，最终结果是基本上不存在低频性能。
故扬声器单体背面的发声孔一定要自由敞开，且要与整个机壳的后腔相通。
图2 中描述到泄漏，也就是说，如果扬声器正面与机壳安装不密闭，则图2所示的等效线路中的泄漏阻将不能忽略。同上，忽略MA2、RA2、CA2 、CA1、 MA1，则图2中的等效线路图可以简化为图6中的等效线路图：
其中，MA’=MAS+ MAR + MAB RA’=（Bl^2/((Rg+Re)*Sd^2)+ RAS+RAR+RAB
由上图可见，由于泄漏的存在而附加了一个额外的声阻及声质量，而且泄漏越厉害，这两者的值越大。而声质量影响其输出声压，声质量越大，输出声压越低；而声阻则影响低频端的Q值：声阻越大，Q值越小，则低频端的灵敏度越低。可见两者均会影响机壳正面的输出灵敏度。
故扬声器正面必须与机壳密闭，不能存在泄漏。
32.前腔容积对频响曲线影响
33.音腔设计常见问题一
问题点：声泄漏造成声波干涉，致使声音小及音质不佳状况：
1)、机壳不密封。
2)、机壳装饰片与机壳不密封。
3)、SIM卡、电池卡等泄漏孔太接近扬声器
34.音腔设计常见问题二
问题点：手机内容积变小，造成音小及音质不佳状况：
1)、手机内容积设计太小。
2)、手机中扬声器定位壁过高，与PCB密贴。
35.音腔设计常见问题三
问题点：振膜无法自由振动，造成声音小及音质不佳状况：
1)、扬声器阻尼纸部位被手机内部器件压住。
36.音腔设计常见问题四
问题点：声波反射严重，造成声音小状况：
1、翻盖机用单面发声受话器，出声间隙设计太小。
2、侧边出声，音隙设计太小。
37.总结
（一）扬声器的额定功率需 ≥ 手机之输出最大功率
（二）音腔的设计会影响音乐的最终听觉感受，只考虑结构的设计绝对无法设计出最佳效果的声音产品。应考虑整体腔体的设计原则，常用方法如下：
将扬声器装入手机机壳内，把手机零部件全部装入，测试整体效果。
（三）手机常发生的问题之一是音量不够大，主要原因有：
1)、音腔设计不正确
2)、手机内容积不够
3)、所选取的扬声器灵敏度不高
4)、因空间限制，设计时选取小尺寸扬声器
四）手机常发生的另一个问题是破音，主要原因有：
1)、手机音频输出功率超出扬声器的额定功率
2)、手机音频输出频率已超出扬声器的有效频率范围
3)、选用的扬声器低频部份承受功率较差
（五）由于各扬声器生产商测试方式不一，各规格书上所标参数存在着差异，甚至有些厂家故意将规格书上的参数标的很漂亮来吸引用户。
只有在相同条件下，测得的数据才能反应出器件的优良，判断出器件的实际效果。
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