1、GD受话器原理及设备-(2)扬声器扬声器/受话器概况受话器概况扬声器扬声器/受话器基础知识受话器基础知识扬声器扬声器/受话器基本概念受话器基本概念扬声器扬声器/受话器基本原理及结构受话器基本原理及结构扬声器扬声器/受话器主要性能参数受话器主要性能参数扬声器扬声器/受话器生产工艺受话器生产工艺扬声器扬声器/受话器在手机中的应用受话器在手机中的应用N S号筒式号筒式压电扬声器压电扬声器电容式扬声器电容式扬声器等离子体扬声器等离子体扬声器动圈式扬声器动圈式扬声器电磁式扬声器电磁式扬声器5声压级(SPL)1.3m1.3m3 3FeFepr:参考声压的有效值，空气中可以取=r10ppplog 20LPa
2、 0.00002 Pa 102p5r=-p:实际声压的有效值声压级的单位：分贝，dB外壳外壳音圈音圈磁铁磁铁B BB BF FF FNSS FBIL F:音圈在磁场中所受到的作用力B:磁场强度 I:输入音圈的电流 L:导线的有效长度Bill of MaterialsCopperVoice Coil 音圈Zn platedSPCCPlate 华司Net 130StainlessFront Grill 前盖 Net 防尘网Diaphragm 膜片NaturalPEIZn platedEpoxyNdFeBTeminal 接线板Magnet 磁铁Frame 盆架Zn platedSPCCMATERIA
3、LPART NAMENORENARKS前 盖振 膜防 尘 网外 壳音 圈华 司磁 铁线 路 板基基 本本 结结 构构基基 本本 结结 构构金属前盖振膜音圈导磁板磁铁支架调音布磁杯接线端子 磁隙磁隙导导磁板磁板盆架盆架磁磁铁铁磁间隙的大小直接影响产品磁间隙的大小直接影响产品的灵敏度，磁间隙越大，灵的灵敏度，磁间隙越大，灵敏度越小敏度越小极极极磁场方向磁场及磁力线磁场及磁力线磁铁：一般由永磁材料组成，受话磁铁：一般由永磁材料组成，受话器多采用钕铁硼合金材料，牌号越器多采用钕铁硼合金材料，牌号越高磁铁的磁性越强。高磁铁的磁性越强。磁路系统各零部件及其作用磁路系统各零部件及其作用华司（导磁板）：一般采
4、用电工纯华司（导磁板）：一般采用电工纯铁做成，华司主要起修正磁力线的铁做成，华司主要起修正磁力线的作用作用。膜膜 片片 音音 圈圈振膜的材料以及特性振膜的材料以及特性 振膜的工艺振膜的工艺 导体胶层绝缘层音音 圈圈 防尘网：其作用主要是防止防尘网：其作用主要是防止异物进入扬声器导致杂音等，异物进入扬声器导致杂音等，另外防尘网的泡棉与胶主要另外防尘网的泡棉与胶主要作用是与手机外壳配合形成作用是与手机外壳配合形成密闭声腔。密闭声腔。第五节第五节扬声器主要性能参数扬声器主要性能参数扬声器测试示意图扬声器测试示意图 Inspection Fixture扬声器测试示意图扬声器测试示意图Mic B&K 4
5、191SpeakerAnechoic Room10 CM Inspection FixtureBaffle Box(3000CC)扬声器的特性参数和曲线扬声器的特性参数和曲线 5.1 5.1 灵灵 敏敏 度度灵敏度：灵敏度：用来表示扬声器/受话器的电声换能能力的指标，常用声压级表示。声压级声压级：待测声压P与参考声压Pr的比值取常用对数再乘以20，以分贝表示.SPL=20LgP/Pr参考声压Pr=210 帕-5扬声器一般用其平均特性灵敏度来表示，即在额定频率范围内，在其频率响应曲线上读出各规定频率点的声压，然后求其算术平均值。5.1.1 5.1.1 受话器测试条件不同导致的灵敏度的受话器测试条
6、件不同导致的灵敏度的如图曲线如图曲线1 1与曲线与曲线3 3因为测试电压不同导致灵敏度不同，因为测试电压不同导致灵敏度不同，1KHz1KHz的灵敏度分别为的灵敏度分别为107DB107DB与与112DB112DB。即使标注的灵敏度相同也会因为频率响应不同导致响度的差即使标注的灵敏度相同也会因为频率响应不同导致响度的差异异,如图中曲线如图中曲线2 2与曲线与曲线3 3。因此关注规格书灵敏度数值的同。因此关注规格书灵敏度数值的同时应参考整条频响曲线。时应参考整条频响曲线。100mV 179mV（1mW）404550556065707580859095100105110115120125100100
7、010000100mV123 5.1.2 5.1.2 扬声器测试条件不同导致的灵敏度的差异扬声器测试条件不同导致的灵敏度的差异相同测试条件下取点不同同样会导致最终的灵敏度不同，相同测试条件下取点不同同样会导致最终的灵敏度不同，在在0.1W 0.1m0.1W 0.1m测试条件下灵敏度：测试条件下灵敏度：86DB:AVERAGE(800Hz/1000Hz/1200Hz/1500Hz)86DB:AVERAGE(800Hz/1000Hz/1200Hz/1500Hz)90DB:1kHz90DB:1kHz同样即使标注灵敏度相同也会因为频响曲线不同导致响度的差异同样即使标注灵敏度相同也会因为频响曲线不同导致
8、响度的差异。4045505560657075808590951001001000100000.1W 0.05m0.1W 0.1m12 5 5.1.31.3 测试制具对灵敏度的影响测试制具对灵敏度的影响灵敏度的大小还受到测试治具的影响，如下图耳灵敏度的大小还受到测试治具的影响，如下图耳承中，声孔、泡棉尺寸、受话器与测试仪器的距承中，声孔、泡棉尺寸、受话器与测试仪器的距离都会对灵敏度产生较大影响。离都会对灵敏度产生较大影响。5.2 频频 率率 响响 应应频率响应：频率响应：在恒定电压作用下，是指扬声器或受话器 所辐射的声压随频率变化的特性，一般是记录在以对数频率刻度为横座标的图上，这就是频率响应曲
9、线。3035404550556065707580859095100100100010000 5.3 5.3 谐谐 振振 频频 率率谐振频率：在扬声器阻抗曲线中出现第一个阻抗最大值谐振频率：在扬声器阻抗曲线中出现第一个阻抗最大值时的频率（时的频率（FOFO）就是谐振频率。扬声器直径越大，一般）就是谐振频率。扬声器直径越大，一般其谐振频率会越小。如组合音箱中的大、中、小扬声器其谐振频率会越小。如组合音箱中的大、中、小扬声器分别用来展现其低频、中频以及高频。分别用来展现其低频、中频以及高频。H00916-25TP-2303540455055606570758085909510010010001000
10、0FO5.4 阻阻 抗抗 阻抗：阻抗一般与输入信号的频率有关，阻抗随阻抗：阻抗一般与输入信号的频率有关，阻抗随频率变化的特性称为阻抗特性，把它记在以对数频率变化的特性称为阻抗特性，把它记在以对数频率刻为横座标的图上，称为阻抗曲线。频率刻为横座标的图上，称为阻抗曲线。7 1 8 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Ohm 2 0 0 2 0 k 5 0 0 1 k 2 k 5 k 1 0 k H z 5.5 5.5 谐谐 波波 失失 真真谐波失真：是由振幅非线性引起的一种失真，当输入某一频谐波失真：是由振幅非线性引起的一种失真，当输入某一频率的信号时，在输出信
11、号中除了原输入信号外，还出现有二率的信号时，在输出信号中除了原输入信号外，还出现有二倍于，三倍于倍于，三倍于基波频率的信号，称为谐波，这种现象就是基波频率的信号，称为谐波，这种现象就是谐波失真，谐波失真的大小通常用这些谐波含量总和的均方谐波失真，谐波失真的大小通常用这些谐波含量总和的均方根值与输出信号总声压的均方根值之比的百分数来表示。失根值与输出信号总声压的均方根值之比的百分数来表示。失真主要由振动系统以及测试仪器本身引起。真主要由振动系统以及测试仪器本身引起。024681012141618201001000100005.5.1 5.5.1 谐谐 波波 失失 真真f f0 02 2f f0
12、03 3f f0 0谐波谐波基波基波=.5.5.2 总谐波失真总谐波失真THD0012322100=UUUTHD对于输入扬声器的一个单一频率的正弦电对于输入扬声器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扬声器的总谐波失真。波分量的比值称为扬声器的总谐波失真。002322212322100=UUUUUTHD也可以采用二次、三次、四次、五次谐波分也可以采用二次、三次、四次、五次谐波分量之和与总量的比值作为扬声器的总谐波失量之和与总量的比值作为扬声器的总谐波失真。真。总谐波失真总谐波失真THD3%时，时，人耳已可感知人耳已可感知;
13、THD5%时，时，会有轻微的噪会有轻微的噪声感声感;THD10%时，时，噪声已基本不噪声已基本不可忍受可忍受。5.6 额定功率及最大功率额定功率及最大功率额定功率：是指扬声器或受话器能长期正常工作的电功率，额定功率：是指扬声器或受话器能长期正常工作的电功率，为保证扬声器能可靠工作，手机输出的音频信号的最大功为保证扬声器能可靠工作，手机输出的音频信号的最大功率应小于扬声器的额定功率，可通过调整音圈、膜片提高率应小于扬声器的额定功率，可通过调整音圈、膜片提高扬声器的额定功率。扬声器的额定功率。试验条件：扬声器输入额定功率的模拟节目信号试验条件：扬声器输入额定功率的模拟节目信号,96,96小时，小时
14、，各项性能指标满足要求。各项性能指标满足要求。最大功率：扬声器在短时间内不会被破坏的功率，扬声器最大功率：扬声器在短时间内不会被破坏的功率，扬声器虽然不会被损坏，但音质无法保证。虽然不会被损坏，但音质无法保证。试验条件：扬声器输入最大功率的模拟节目信号，开试验条件：扬声器输入最大功率的模拟节目信号，开1 1分分钟关两分钟，钟关两分钟，1010个循环，各项性能指标满足要求。个循环，各项性能指标满足要求。不同功率下测试的扬声器的曲线不同功率下测试的扬声器的曲线灵敏度与有效工作频宽灵敏度与有效工作频宽 有效频率范围是由上限频率和下限频率为界的频率范围（一般指扬声器发出可听声音的连续范围），也叫频宽频
15、宽或频率覆盖范围频率覆盖范围。在频响曲线灵敏度最高区域取一个倍频程带宽，计算平均声压，再下降10dB做平行于水平参考轴的线，与频响曲线交点为有效频率范围(窄于1/9倍频程的尖峰、谷不计)。1）额定功率下，模拟节目信号为信号源（）额定功率下，模拟节目信号为信号源（GB/IEC)，时间，时间96小时；小时；说明：主要考察音圈、粘接胶、振膜等组成的振动系统的耐说明：主要考察音圈、粘接胶、振膜等组成的振动系统的耐 热能力，极少部分是考察此振动系统承受机械破坏力的能力。热能力，极少部分是考察此振动系统承受机械破坏力的能力。2）额定功率下，正弦波为信号源，扫频范围）额定功率下，正弦波为信号源，扫频范围10
16、0-10KHz，扫频周期，扫频周期 为为5秒，时间秒，时间96小时。（部分同行小时。（部分同行RCV:300-3400Hz,SPK扫频：扫频：F0-10KHz）说明：音圈线材、绕音圈的工艺、粘接胶、振膜等组成的振动系统说明：音圈线材、绕音圈的工艺、粘接胶、振膜等组成的振动系统 能够承受机械冲击破坏力的能力。能够承受机械冲击破坏力的能力。3）额定功率下，白噪声（）额定功率下，白噪声（EIA滤波），时间为滤波），时间为96小时。小时。白噪声信号能量频谱：从低频到高频具有均匀等能量的频谱。白噪声信号能量频谱：从低频到高频具有均匀等能量的频谱。说明：此试验方式兼顾上述说明：此试验方式兼顾上述1）与）与
17、2）。）。4）额定功率下，粉红噪声，具有较强的破坏力，应用很少。）额定功率下，粉红噪声，具有较强的破坏力，应用很少。5）部分客户的特殊要求：主要指信号的功率大小（有最大功率、）部分客户的特殊要求：主要指信号的功率大小（有最大功率、最大功率的最大功率的70、最大功率的、最大功率的80等作为试验信号）。等作为试验信号）。实际操作：实际操作：1、必须通过上述、必须通过上述1）与）与2）试验，试验前后）试验，试验前后灵灵 敏度变化不超过敏度变化不超过+/-3dB(在客户没有特殊在客户没有特殊 指明要求的试验条件下指明要求的试验条件下)。2、客户指定试验信号源时按照客户指定的信、客户指定试验信号源时按照
18、客户指定的信 号源进行。号源进行。三轴自动点胶机三轴自动点胶机 日本武藏三轴自动点胶机，重复精度为日本武藏三轴自动点胶机，重复精度为0.01mm，精度高，操作方便，运行、吐胶稳定，一致性好、可精度高，操作方便，运行、吐胶稳定，一致性好、可靠性高。可准确制出圆型、椭圆型、跑道型及各种形靠性高。可准确制出圆型、椭圆型、跑道型及各种形状轨迹。状轨迹。七、受话器、扬声器七、受话器、扬声器 在手机中在手机中 的应用的应用受话器音腔受话器音腔 扬声器音腔扬声器音腔声腔的影响声腔的影响 手机内部所构成的声腔或者泄漏孔会对受话手机内部所构成的声腔或者泄漏孔会对受话器、扬声器的性能或者声音产生的影响，声器、扬声
19、器的性能或者声音产生的影响，声孔、前腔、内腔、泄漏孔等等都会对手机的孔、前腔、内腔、泄漏孔等等都会对手机的整机音质表现产生影响，首先要用环形橡胶整机音质表现产生影响，首先要用环形橡胶垫把受话器、扬声器与手机外壳密封起来，垫把受话器、扬声器与手机外壳密封起来，使声音不会漏到手机内腔。泄漏孔主要是由使声音不会漏到手机内腔。泄漏孔主要是由SIMSIM卡、电池盖、手机外接插座等手机无法密卡、电池盖、手机外接插座等手机无法密封位置的声漏等效而成的，泄漏孔以远离受封位置的声漏等效而成的，泄漏孔以远离受话器或扬声器为宜，即手机无法密封的位置话器或扬声器为宜，即手机无法密封的位置要尽量远离受话器或扬声器，这样
20、可以使得要尽量远离受话器或扬声器，这样可以使得手机的整机的音质表现较好手机的整机的音质表现较好。声腔结构对手机电气性能以及音质的影响声腔结构对手机电气性能以及音质的影响声腔结构声腔结构对手机电气性能的影响对手机电气性能的影响对音质影响对音质影响手机外壳声孔大手机外壳声孔大手机外壳声孔小手机外壳声孔小高频截止频率可延伸至高频截止频率可延伸至5KHz5KHz以以后后截止频率一般在截止频率一般在3-5KHz3-5KHz左右左右声音浑厚、丰满声音浑厚、丰满声音单调、尖锐声音单调、尖锐SpeakerSpeaker与手机外壳形成的前腔与手机外壳形成的前腔大大SpeakerSpeaker与手机外壳形成的前腔
21、与手机外壳形成的前腔小小对频率响应曲线无明显影响对频率响应曲线无明显影响声音比较空旷声音比较空旷声音无共鸣感声音无共鸣感手机内腔大手机内腔大手机内腔小手机内腔小频率响应曲线低频频率响应曲线低频F Fo o附近相对较高附近相对较高频率响应曲线低频频率响应曲线低频F Fo o附近相对较低附近相对较低声音感觉不清晰声音感觉不清晰声音低音感觉不足声音低音感觉不足泄漏孔靠近泄漏孔靠近SpeakerSpeaker泄漏孔远离泄漏孔远离SpeakerSpeaker频率响应曲线低频下跌频率响应曲线低频下跌无影响无影响声音尖锐，低音不足声音尖锐，低音不足无影响无影响SpeakerSpeaker电气性能电气性能对手
22、机电气性能影响对手机电气性能影响对音质的影响对音质的影响谐振频率（谐振频率（F Fo o）高）高谐振频率（谐振频率（F Fo o）低）低谐振频率（谐振频率（F Fo o）高）高谐振频率（谐振频率（F Fo o）低）低声音尖锐声音尖锐低音较好低音较好灵敏度高灵敏度高灵敏度低灵敏度低灵敏度高灵敏度高灵敏度低灵敏度低声音大而有力声音大而有力声音小而无力声音小而无力高频截止频率高高频截止频率高高频截止频率低高频截止频率低高频截止频率高高频截止频率高高频截止频率低高频截止频率低声音丰满声音丰满声音单调声音单调总谐波失真（总谐波失真（THDTHD）高）高总谐波失真（总谐波失真（THDTHD）低）低总谐波失
23、真（总谐波失真（THDTHD）高）高总谐波失真（总谐波失真（THDTHD）低）低声音浑浊声音浑浊声音清晰声音清晰功率大功率大功率小功率小功率大功率大功率小功率小声音可以较大声音可以较大声音相对较小声音相对较小扬声器电气性能扬声器电气性能对手机电气性能以及音质的影响对手机电气性能以及音质的影响受话器声腔设计受话器声腔设计声腔设计建议值：声腔设计建议值：10Receiver10Receiver：声孔总面积约声孔总面积约3mm3mm2 2 前腔高度前腔高度0.2mm0.2mm0.8mm 0.8mm 泄漏孔总面积约泄漏孔总面积约5mm5mm2 2 内腔体积约内腔体积约4cm4cm3 313Receiv
24、er13Receiver：声孔总面积约声孔总面积约3.5mm3.5mm2 2 前腔高度前腔高度0.2mm0.2mm0.8mm 0.8mm 泄漏孔总面积约泄漏孔总面积约5mm5mm2 2 内腔体积约内腔体积约5cm5cm3 3 扬声器声腔设计扬声器声腔设计声腔设计建议值：声腔设计建议值：13mm 13mm 扬声器：扬声器：声孔总面积约声孔总面积约6mm6mm2 2 前腔高度前腔高度0.4mm-1mm 0.4mm-1mm 泄漏孔总面积约泄漏孔总面积约5mm5mm2 2 内腔体积约内腔体积约5cm5cm3 315mm 15mm 扬声器：扬声器：声孔总面积约声孔总面积约7mm7mm2 2 前腔高度前腔高度0.4mm-1mm 0.4mm-1mm 泄漏孔总面积约泄漏孔总面积约5mm5mm2 2 内腔体积约内腔体积约6cm6cm3 316-18mm 16-18mm 扬声器扬声器:声孔总面积约声孔总面积约8mm8mm2 2 前腔高度前腔高度0.4mm-1mm 0.4mm-1mm 泄漏孔总面积约泄漏孔总面积约5mm5mm2 2 内腔体积约内腔体积约7cm7cm3 3 关关 于于 立立 体体 声声
