设计规范-喇叭（speaker)原理及音腔就应该这样设计
导读
喇叭又名扬声器，现如今，人们对手机的要求越来也高，声音也是一个评价手机好坏的因素。为提高音质，喇叭的结构形式也发生了很多变化，由正出音变成侧出音，有单喇叭变成双喇叭，甚至是喇叭BOX；很多手机厂商都推出音乐手机，试想一下如果音质不好的音乐手机是什么样的，而对于音质的好坏，结构设计及音腔设计都有影响，本文就介绍下音腔的结构设计要求；
一、喇叭的基本结构及工作原理
喇叭的基本结构图如下：
喇叭的工作原理：是由磁铁构成的磁间隙内的音圈在电流流动时，产生上下方向的推动力使振动体（振动膜）振动，从而振动空气，使声音传播出去，完成了电-声转换。喇叭实际上是一个电声换能器。
二、喇叭音质的影响因素
对手机而言，Speaker、喇叭音腔、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单体的品质对于音质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。
喇叭音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。这里就涉及到结构设计及音腔的设计；
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。
三、音腔结构设计规范 3.1音腔的基本结构和作用
先看一下一般正音腔的结构，如下图：
微信公众号：手机结构设计联盟
手机的声腔设计主要包括后声腔、前声腔、出声孔、防尘网，密闭性五个方面；每部分的作用和设计都有所不同：
后音腔的作用，
1.防止扬声器中低频的声短路；
2.使低频声音有利，让人感觉声音圆润；
后音腔的设计很重要，直接影响手机音质的好坏和大小；
前音腔的作用
1.前音腔是让声音产生一个高频段的截止频率，并产生一个高频峰
2.修正高频噪声
3.好的前腔可提高中频，减小高频噪声，降低高频段延伸，提高声音转换效率；
出音孔的作用：
1.出音
2.出音孔面积影响高频截止频率，中低频的灵敏度；
出音面积过大导致高频噪音过多，过小可能导致声音变小；
防尘网和密封性的作用很明显，就是防尘和密封；
具体影响见下表：
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3.2相关设计要求
1.speaker前音腔泡棉高度一般在0.3~1.0mm,同时要避开喇叭震膜范围，注意防尘网的位置，不能让喇叭的震动膜在震动时碰到防尘网，否则会引起异响；
2. Speaker出声孔及声腔内部设计要圆滑过渡,尽量避免尖角﹑锐角，否则容易产生异响。
3.Speaker前音腔泡棉需双面带胶，固定在壳体上，保证前后音腔的密闭性。因Speaker前后音腔振幅相等相位相反，因此不能互通，必须将前后音腔隔离开。否则两者相位叠加，声音会变很小；
4. Speaker定位筋(Rib)仅对Speaker起到定位作用。
Rib厚度设计为0.6mm,与Speaker单边间隙设计为0.1, 顶部有导向斜C0.2~0.3，便于装配。Rib的高度至少要超出喇叭本体高度1/2以上，同时要与主板至少留0.5的间隙，间隙太小RIB会阻碍后音腔空气流通，话音特性会严重下降。
5.为保证音频效果，后音腔体积越大越好，至少要保证1CC以上；不同型号的Speaker推荐值不一样，具体可参照下表：
6.Speaker前面与壳体间必须有防尘网。建议用网格布，不要用不织布，具体型号要与音频工程师沟通确认。
7.出音孔的面积要占到喇叭本体出音面积的15%以上，一般要大于8mm2;
8. 需考虑ESD问题。Speaker与外界连通，ESD很容易打进去，因此speaker周围的卡座﹑电源﹑连接器等相关元件也要同步考虑好接地。
9.对焊线式Speaker，引线要方便焊接，塑胶位需做导线槽，避免走线混乱及塑胶压线的情况，引线端头剥线长度1.5mm。
11.对弹片式Speaker，PCB焊盘与接触片X/Y方向必须居中(接触片必须设计成原始和压缩两种状态)，且要求单边大于接触片0.5以上。
12.如果后音腔不能做到密封，则后音腔容积尽量大些，且泄漏孔需远离Speaker，这样会减少后音腔密闭性不好所带来的负面影响。
13. 圆形喇叭用于手机中时，最好采用圆形出音孔。否则，会因为振动体与出音孔的形状差异，引起频率特性变化，使声音变得尖锐。
3.3侧出音音腔设计注意事项
如上图：
1.导音路径的最窄处应大于1mm以上，长度应小于8mm(改善声音发干的问题也可以通过增加一段较大的导音路径实现);
2.导音路径上不允许出现有阻挡声音的设计，增加声阻；
3.导音路径最好的方式应该是一个喇叭口的方式，有利于声音气流的畅通，不可以形成倒喇叭口的设计；
3分钟读懂：这才是桌面HiFi音箱的正确摆法
今天，桌面有源音箱的普及率已经非常高，无论是2.0、2.1还是5.1系统，相信大家一定都不陌生，音箱已经成为电脑、电视以及手机最亲密的家庭伴侣。考虑到当今一线城市居民的住房面积普遍都不大，一间卧室差不多10平米左右，加上标准的2.6米净高，很要求空间的合理利用，这也使得易于摆放的桌面有源音箱成为了人们的首选。
与此同时，现在的年轻人对于音质的要求也越来越高，已经不仅是能出个声就行了，同时对于品牌、功能等方面也都以前更讲究了；不仅音箱的声音要好，品牌要高端，在音源设备的选择上也要显得更加专业才行。
当然发烧友毕竟还是少数，那些昂贵的设备不是谁都能玩得起的。普通用户目前在家里基本还是使用电脑搭配桌面音箱的听歌方式，而且随着生活水平的提高和用户对于音质的追求，人们愿意花更多的钱买更好的音箱。不过大家却经常忽略一个问题——空间摆放。无论是2.0、2.1还是5.1音箱，正确的空间摆放都可以带给你更好的听感，而今天笔者就跟大家聊一聊怎样正确摆放桌面多媒体音箱。
我们先从外观结构比较简单的2.0音箱（只有左右两个音箱）开始介绍，俗话说距离产生美，而2.0音箱的摆放包括三个距离：1、音箱与墙的距离；2、音箱之间的距离；3、人与音箱的距离。首先说音箱与墙的距离，由于市面上大多数2.0音箱的倒相孔都是后置的，建议将音箱与后墙和侧墙的距离保持在20—50CM之间，这样的好处是可以确保音箱工作时倒相孔中的声波可以完全放出，使声音更饱满；切记不要将音箱紧靠墙壁，那样再好的音箱也出不来效果。
音箱喇叭尺寸与各项间距与房间面积参考图（图片来源：www.exound.com）
2.0音箱的正三角形摆法
接下来是关于左右两只音箱间的距离，其实对于这个问题一直以来都没有一个特别准确的范围，它需要考虑桌面大小和音箱扬声器尺寸的大小。
现在市面上主流的音箱喇叭尺寸大约在4—6寸之间；而桌面尺寸一般为1.5、1.8、2.0米，因此从这两个方面来考虑，左右两只音箱的距离在1.5—2.0米之间范围内都可以，在这里也推荐大家多听多尝试。
最后是人与音箱的距离，可能大家或多或少都听过正三角形摆法，首先将左右两只音箱分别向内旋转一定角度（让扬声器对准耳朵的位置），最好让高音单元与耳朵保持水平位置（可以获得最佳的指向性）。
人的位置与左右两只音箱的距离可以保持一致，使之形成一个等边三角形。这种摆法的好处是能够让你得到更加清晰和丰富的声音，另外对于空间定位感和声场方面也会得到提升。这种摆法就叫做正三角形摆法。
有条件的话可以选择音箱架配以正三角形摆法（图片来源：www.exound.com）
PS：如果你的室内空间比较大，强烈建议将音箱搭配音箱架摆放（摆放方式可参照上文），因为把音箱放在桌面或空心物体上会产生共振，也就说音箱低频震动时下面的物体也会震动（尤其是在大音量下），会导致声音变得不清晰。
另外关于2.0音箱的摆法还有很多种，在这里就不做一一介绍了，有兴趣研究的朋友可自行百度。
所谓2.1音箱我们可以简单的理解为在2.0音箱基础上多加了一个“低音炮”，经常在家里看电影和玩游戏的朋友对于低音炮一定都很熟悉，有了它我们才能得到澎湃震撼的声音以及酣畅淋漓的影音游戏体验。
不过在现实生活中，笔者经常会看到很多用户都把低音炮摆放在桌面上，虽然低音炮本身并没有指向性，但在大音量下，还是会无法避免共振，使低音变得浑浊。
那么低音炮到底该怎么摆放呢？这里建议用户可以把它摆放在地面上或是电脑桌的下方，我们平时使用的电脑桌的结构设计就是将低音炮的位置放在了桌面的下方；另外，除了前置倒相孔的设计方式，倒相孔在后面或侧面的低音炮在摆放时，至少要离墙壁20CM以上的距离，这样摆放的好处是可以减小驻波干扰。
摆放好低音炮后，就剩下两个卫星箱了，而对于卫星箱的摆放，大家就可以参照上一页2.0音箱的正三角形法进行摆放，笔者在这里就不多做介绍了。
桌面5.1音箱虽然没有2.0和2.1音箱的普及率高，但它却是看电影和玩游戏时最佳的选择，因为它可以带给你更加逼真的震撼的音效。5.1音箱由一个低音炮、一个中置音箱和四个环绕音箱（分为左右两个前置音箱和左右两个后置音箱）共同组成，如果你将他们的位置摆放好了，可以得到更好的立体声音效。
关于低音炮的摆放笔者在上一页中已经给大家介绍了，可以摆放在地面或电脑桌下方，并距离墙壁至少20CM以上。中置音箱一般负责电影和游戏中的人声部分，因此正确的摆放也很重要，理论上来说，把它摆放在用户的正前方即可。
但需要注意的是，尽量将中置音箱摆放在比较靠上的位置（与人脸成水平角度最佳，那种被设计成15度仰角的中置音箱更好），因为中高频的指向性比较强，与人耳成水平角度可以得到更加清晰的声音。
5.1音箱摆位图解
最后是四个环绕音箱的摆放，首先，左右两个前置音箱可以参照2.0音箱的摆法，这里不再过多介绍；而左右两个后置音箱的摆放则需要一定的技巧。
既然购买了5.1音箱，那么你的卧室或客厅面积肯定不会太小，而这两个后置音箱的位置需要摆放在与两个前置音箱相对的位置上，这样才能形成一个5.1环绕声场，看电影和玩游戏时音效会更好。
如果室内空间小不便于摆放音像架，给大家的建议是可以将两个后置音箱挂在身后的墙壁上，既节省成本又能得到更好的声音。
总结：
今天我们为大家介绍了2.0、2.1和5.1音箱的正确摆法，以便让大家得到更好的声音；其实这些音箱的摆法还有很多种，我们在这里也推荐大家可以多尝试。听感是很主观的感受，我认为好听的可能正是你觉得难听的，所以没有绝对意义上的对和错，只有自己多尝试才能得到更好的听感。
—End—
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