聲波干涉現(xiàn)象聲腔結(jié)構(gòu)的作用及組成聲腔對Speaker的影響Speaker的選型影響音質(zhì)的關鍵因素音效不好的音腔設計舉例附錄（總結(jié)）

目錄

當喇叭振膜震動時，振膜前后都會有聲波產(chǎn)生，當聲波擴散時，前后聲波會相遇（如圖示），由于前后聲波相位相反，故此時聲波會互相抵消，使揚聲器的輸出聲音變小，此為聲波的干涉。避免聲波干涉之方法，在揚聲器前面裝置一檔板，如此即可阻擋前后聲波，使其不會因相遇而抵消。何謂聲波干涉?何謂聲波干涉?

揚聲器為何需要在振摸后端設計出音孔的結(jié)構(gòu)，致使前后端都有聲音而造成聲波干涉？設計一種聲音只會向前傳送而不會往后擴散的揚聲器，不就不會有干涉現(xiàn)象嗎？

手機機殼（相當于檔板）形成的音響空間，或SPEAKER附帶小音箱設計，用來解決聲音干涉問題。聲腔結(jié)構(gòu)的作用及組成

聲腔的作用：聲腔可以在一定程度上調(diào)整SPEAKER的輸出頻響曲線，通過聲腔參數(shù)的調(diào)整改變音樂聲的高、低音效果對于音樂聲音質(zhì)的優(yōu)劣影響很大。同一個音源、同一個SPEAKER在不同聲腔中播放效果的音色可能相差較大，有些比較悅耳，有些則比較單調(diào)。合理的聲腔設計可以使音樂聲更加悅耳。為了提高聲腔設計水平，下面著重介紹聲腔各個參數(shù)對聲音的影響程度以及它們的設計推薦值。

聲腔設計包括以下五個方面：

1.后聲腔2.前聲腔3.出聲孔4.密閉性5.防塵網(wǎng)

聲腔對Speaker的影響一.后聲腔對音質(zhì)的影響

后聲腔主要影響音樂聲的低頻部分，對高頻部分影響則較小。音樂聲的低頻部分對音質(zhì)影響很大，低頻波峰越靠左，低音就越突出，主觀上會覺得音樂聲比較悅耳。一般情況下，隨著后聲腔容積不斷增大，其頻響曲線的低頻波峰會不斷向左移動，使低頻特性能夠得到改善。但是兩者之間關系是非線性的，當后聲腔容積大于一定閾值時，它對低頻的改善程度會急劇下降,如圖所示：

后聲腔的形狀變化對頻響曲線影響不大。但是如果后聲腔中某一部分又扁、又細、又長，那么該部分可能會在某個頻率段產(chǎn)生駐波，使音質(zhì)急劇變差，因此，在聲腔設計中，必須避免出現(xiàn)這種情況。注：后聲腔設計時，必須保證后出聲孔出氣暢通，即后出聲孔距離最近的擋板距離應大于后出聲孔徑的0.8倍。后腔的容積盡可能大.

圖中，橫坐標是后聲腔的容積（cm3），縱坐標是SPEAKER單體的低頻諧振點與從聲腔中發(fā)出聲音的低頻諧振點之差，單位Hz。SPK直徑（mm）后音腔最小容積（cm3）后音腔推薦容積（cm3）151.0～1.2>1.2161.2～1.5>1.5181.5～1.8>1.8201.8～2.0>2.018*131.2～1.5>1.520*141.5～1.8>1.824*151.8～2.0>2.030*202.5～3.0>3.0聲腔對Speaker的影響二.前聲腔對聲質(zhì)的影響

前聲腔對低頻段影響不大，主要影響音樂聲的高頻部分。隨著前聲腔容積的增大，高頻波峰會往不斷左移動，高頻諧振點會越來越低。前聲腔太大或太小對聲音都會產(chǎn)生不利的影響。同時，由于出聲孔面積對高頻也有較大的影響，因此設計前聲腔時，需考慮出聲孔的面積，一般情況下，前聲腔越大，則出聲孔面積也應該越大。

當前聲腔過小時，還會造成一個問題，即出聲孔的位置對高頻的影響程度急劇增加，可能會給外觀設計造成一定的困難。

結(jié)合設計的實際情況，一般希望前聲腔的墊片壓縮后的厚度在0.3~0.5mm之間。

聲腔對Speaker的影響三.出聲孔面積對聲質(zhì)的影響出聲孔的面積（即在SPEAKER正面上總的投影有效面積）對聲音影響很大，而且開孔的位置、分布是否均勻?qū)β曇粢灿幸欢ǖ挠绊懀涑潭扰c前聲腔容積有很大關系。一般情況下，前聲腔越大，開孔的位置、分布對聲音的影響程度就越小。出聲孔的面積對頻響曲線的各個頻段都有影響，在不同條件下，對不同頻段的影響程度各不相同。當出聲孔面積小于一定的閾值時，整個頻響曲線的SPL值會急劇下降，即音樂聲的聲強損失很大，這在設計中是必須禁止的。當出聲孔面積大于一定閾值時，隨著面積增大，高頻波峰、低頻波峰都會向右移動，但高頻變化的程度遠比低頻大，低頻變化很小，即出聲孔面積的變化主要影響頻響曲線的高頻性能，對低頻性能影響不大。

聲腔對Speaker的影響

出聲孔面積與高頻諧振點的變化呈非線性關系，且與前聲腔大小有一定的聯(lián)系，如圖所示：

圖中，橫坐標表示出聲孔的面積，單位mm2?？v坐標表示高頻諧振點變化的對數(shù)值聲腔對Speaker的影響SPK直徑（mm）前音腔壓縮后泡棉高度（mm）出聲孔面積最小值（mm2）出聲孔面積推薦值（mm2）150.3～1.05.0（Φ1*6）8～15160.3～1.06.0（Φ1*8）12～18180.3～1.08.0（Φ1*10）15～23200.3～1.010（Φ1*13）20～3518*130.3～1.06.0（Φ1*8）12～1820*140.3～1.08.0（Φ1*10）15～2324*150.3～1.010（Φ1*13）20～3530*200.3～1.016（Φ1*20）25～50聲腔對Speaker的影響常用SPEAKER出音面積推薦表：

四.后腔密閉性對聲質(zhì)的影響后聲腔是否有效的密閉對聲音的低頻部分影響很大。當后聲腔出現(xiàn)泄漏時，低頻會出現(xiàn)衰減，對音質(zhì)造成損害，它的影響程度與泄漏面積、位置都有一定的關系,主要指手機內(nèi)部所構(gòu)成的聲腔或者泄漏孔對Speaker的性能或者聲音產(chǎn)生的影響，如下圖所示：聲孔、前腔、內(nèi)腔、泄漏孔等等都會對音腔的整體音質(zhì)表現(xiàn)產(chǎn)生影響。一般情況下，泄漏面積越大，低頻衰減越厲害。泄漏面積與低頻諧振點的衰減成近似線性的關系，如圖所示

圖中，橫坐標表示泄漏面積，單位mm2。縱坐標表示無泄漏與有泄漏情況下低頻諧振點之差

聲腔對Speaker的影響

在同等泄漏面積情況下，后聲腔越小，低頻衰減越厲害，即泄漏造成的危害越大，如圖示建議結(jié)構(gòu)設計時，應盡可能保證后聲腔的密閉，否則可能會嚴重影響音質(zhì)。聲腔對Speaker的影響

合適的設計是：首先要用泡棉，即環(huán)形膠墊（Poron或EVA等）把Speaker與手機外殼密封起來，使聲音不會漏到手機內(nèi)腔，然后就是聲孔、前腔、內(nèi)腔的合理配合。

泄漏孔主要是由SIM卡、電池蓋、手機外接插座等手機無法密封位置的聲漏等效而成的，泄漏孔以遠離Speaker為宜，即手機無法密封的位置要盡量遠離Speaker，Speaker單體背面的發(fā)聲孔一定要自由敞開，且要與整個機殼的后腔相通,這樣可以使得手機的整機的音質(zhì)表現(xiàn)較好。聲腔對Speaker的影響總結(jié)：聲腔對頻響曲線的影響

聲腔對Speaker的影響五.防塵網(wǎng)對聲質(zhì)的影響相比于其他幾個因素，防塵網(wǎng)對聲音的影響程度較小，它主要是影響頻響曲線的低頻峰值和高頻峰值，其中對低頻峰值影響較大。

防塵網(wǎng)對聲音的影響程度主要取決于防塵網(wǎng)的聲阻值和低頻、高頻峰值的大小。一般情況下，峰值越大，受到防塵網(wǎng)衰減的程度也越大。

防塵網(wǎng)主要有兩個作用，防止灰塵和削弱低頻峰值，以保護SPEAKER。目前，我們常用的防塵網(wǎng)一般在180?！?50＃之間，它們的聲阻值都比較小，對聲音的影響很小。因此從防塵和聲阻兩個方面綜合考慮，建議采用280＃左右的防塵網(wǎng)。

我們以往采用的不織布防塵網(wǎng)存在一個問題，由于不織布的不同區(qū)域密度不一樣，因此不同區(qū)域聲阻也不一樣，可能會造成同一批防塵網(wǎng)的聲阻一致性較差。但不織布的成本比防塵網(wǎng)低很多，因此建議設計中綜合考慮性能和成本。

在高檔機型中，盡可能不要采用不織布作為防塵網(wǎng)。

聲腔對Speaker的影響Speaker的選型SPEAKER的性能一般可以從頻響曲線、失真度、壽命三個方面進行評價。頻響曲線

反映了SPEAKER在整個頻域內(nèi)的響應特性，是最重要的評價標準。失真度曲線

反映了在某一功率下，SPEAKER在不同頻率點輸出信號的失真程度，它是次重要指標，一般情況下，當失真度小于10％時，都認為在可接受的范圍內(nèi)。壽命

反映了SPEAKER的有效工作時間。由于頻響曲線是圖形，包含信息很多，為了便于比較，主要從四個方面進行評價：SPL值、低頻諧振點f0、平坦度、f0處響度值。

SPL值一般是在0.8K～4KHz之間取多個頻點的聲壓值進行平均，反映了在同等輸入功率的情況下，SPEAKER輸出聲音強度的大小，它是頻響曲線最重要的指標。

低頻諧振點f0反映了SPEAKER的低頻特性，是頻響曲線次重要的指標。

平坦度反映了SPEAKER還原音樂的保真能力，作為參考指標。

Fo處響度值反映了低音的性能，作為參考指標。

影響音質(zhì)的關鍵因素由于受到手機外形和SPEAKER尺寸的限制，不可能將手機音樂與音響相比，因此手機鈴聲主要關注聲音大小、是否有雜音、是否有良好的中低音效果。鈴聲的優(yōu)劣主要取決于鈴聲的大小、所表現(xiàn)出的頻帶寬度（特別是低頻效果）和其失真度大小。對手機而言，SPEAKER、手機聲腔、音頻電路和MIDI選曲是四個關鍵因素，它們本身的特性和相互間的配合決定了鈴聲的音質(zhì)：

1.SPEAKER單體的品質(zhì)對于鈴聲的各個方面影響都很大。其靈敏度對于聲音的大小，其低頻性能對于鈴聲的低音效果，其失真度大小對于鈴聲是否有雜音都是極為關鍵的。

2.手機聲腔則可以在一定程度上調(diào)整SPEAKER的輸出頻響曲線，通過聲腔參數(shù)的調(diào)整改變鈴聲的高、低音效果，其中后聲腔容積大小主要影響低音效果，前聲腔和出聲孔面積主要影響高音效果。

3.音頻電路輸出信號的失真度和電壓對于鈴聲的影響主要在于是否會出現(xiàn)雜音。例如，當輸出信號的失真度超過10％時，鈴聲就會出現(xiàn)比較明顯的雜音。此外，輸出電壓則必須與SPEAKER相匹配，否則，輸出電壓過大，導致SPEAKER在某一頻段出現(xiàn)較大失真，同樣會產(chǎn)生雜音。

4.MIDI選曲對鈴聲的音質(zhì)也有一定的影響，當鈴聲的主要頻譜與聲腔和SPEAKER的頻響不相匹配時，會導致發(fā)出的MIDI音樂出現(xiàn)較大的變音，影響聽感。總之，鈴聲音質(zhì)的改善需要以上四個方面共同配合與提高，才能取得比較好的效果。音效不好的音腔設計舉例例一.后殼裝飾片與機殼不密閉問題：聲泄漏導致聲波干涉，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：1.裝飾片周圍增加雙面膠

2.接受聲音損失例二.殼蓋間不密封問題：聲泄漏導致聲波干涉，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：調(diào)整殼蓋模具尺寸，以達到最佳密閉效果音效不好的音腔設計舉例例三.前蓋裝飾片與機殼不密閉問題：聲泄漏導致聲波干涉，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：1.裝飾片周圍增加雙面膠

2.接受聲音損失例四.機殼內(nèi)定位SPEAKER塑料墻過高，且與PCB主板密貼問題：揚聲器后音腔減小，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：塑料墻不要高于喇叭后調(diào)音布的面音效不好的音腔設計舉例例五.揚聲器后出音孔被機殼內(nèi)元器件壓住問題：振膜無法自由振動，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：元器件要遠離后出音孔0.5mm以上例六.耳機插口、SIM卡槽、電池卡勾洞等太接近SPEAKER問題：聲泄漏導致聲波干涉，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：1.盡量遠離

2.接受聲音損失

3.考慮具備小音箱的SPEAKER音效不好的音腔設計舉例例七.折疊機采用多功能揚聲器，出聲間隙設計太小問題：聲波反射嚴重，造成聲音小對策：1.間隙盡量加大

2.接受聲音損失例八.SPEAKER前音腔與機殼不密閉問題：聲泄漏導致聲波干涉，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：對于無法密閉處，采用較厚的

PORON墊壓縮后填補泄漏處例九.側(cè)出聲間隙設計太小問題：聲波反射嚴重，造成聲音小對策：1.間隙盡量加大

2.接受聲音損失例十.附音箱之SPEAKER內(nèi)容積設計太小問題：后腔太小，造成聲音小和音質(zhì)不佳對策：1.內(nèi)容積盡量加大

2.接受聲音損失音效不好的音腔設計舉例音腔設計圖片音腔設計圖片音腔設計圖片附錄（總結(jié)）1.手機音腔的設計會影響音樂的最終表現(xiàn)，只考慮結(jié)構(gòu)之設計絕對無法設計出好的音效產(chǎn)品，故務必要遵守正確的音腔設計原則.2.附帶音腔Speaker的優(yōu)點：無需擔心手機殼的聲泄漏問題組裝簡單好的音腔設計可以得到更好的音效品質(zhì)

缺點：需占具較大的手機空間附錄（總結(jié)）3.目前手機音樂頻譜一般在700Hz-8KHz，因為此頻段人耳對聲音的感受比較敏銳，選擇相適合之S