焦雍鉴《高性能Speaker Box设计方案》技术文章在《电子工程专辑》杂志上发表!

日期:2017-08-24 作者:焦雍鉴 返回列表

目前智能手机的各个功能单元在技术上已经完全成熟,整机设计开始向更人性化和更智能化方向发展,随之而来的,对于超薄化的设计需求,对于更低的FO、失真和更高的灵敏度需求,对于更大的功率驱动需求,对于Smartpa应用的需求,对于立体声双box的需求以及对天线、中壳等高度集成化需求等等,所有这些需求对Box的设计方案提出了更高的专业要求。


一个好的Box设计必然会对智能手机带来更好的音频性能以及更好的可靠性,而集成化的Box设计方案可以简化手机组装和密封,减少产线和市场不良情况,并且能够更好地平衡射频与音频的性能。


Speaker box及设计方案


Speaker单体的发音,当振膜振动时,speaker的正面和反面会同时发出声音,且相位相反,在中低频端由于波长较长,指向性不高,会形成正面反面的声波抵消,此为声短路效应;所以为了得到更好的低频性能,需要使用box结构从而使speaker正面和反面隔绝。本文主要介绍speaker box的设计的注意事项及哪些关键特征会影响speaker box的性能。


1、出音方式和出音孔面积


出音方式分为正出音,侧出音,以及外部表现为正出音的侧出音,目前普遍采用的均是侧出音的设计结构。(如下图所示)


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a.正出音和侧出音的性能差别在于频率范围不一样,谐振频率点也不一样。(如下图所示)


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b.由于侧发音的前腔效应,其失真性能也存在差异如下图:


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c.出音孔面积对speaker box的影响:当前腔保持一定时,出音孔的面积越大,高频的截止频率越大。但是当出音孔面积小到一定阙值时,整个频响会受到极大影响,SPL急剧减小。


2、 前腔出声通道长度及高度



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L:由于受天线净空区的限制,此通道长度不易过长,否则影响声学性能,建议不大于8mm。


H:此出声通道同样受天线限制,前腔注塑的钢片扒脚高度直接影响产品失真和高次性能,建议此高度不小于0.8mm;钢片扒脚能够有空间向反向弯折。


h:考虑到产品的可靠性,需要预留足够的音膜振动空间,建议此高度不小于0.65mm。


3、 后腔形状优化


a、避免后腔通道出现狭窄和夹缝现象的设计,会导致气流流通部畅,不利于speaker box的性能,Speaker内核与box内部出,建议保持>1.5mm的距离为优。


b、受客户外形结构限制,FPC必须要先弯折与单体侧面贴合后在装入box。存在漏气隐患,不易控制,不建议box做FPC弯折设计;需要与客户沟通,将结构优化后预留FPC走线空间。


根据本文的设计方案,润欣科技可以为客户产品提供speaker box设计的前期评估,客户只需提供预计声学指标、天线净空区和出声孔位置要求、连接方式和外观要求,以及辅材要求和说明等即可。

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