经典手机电声器件基础

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1、一基本概念电声学的研究对象集中在200-20KHz的可听频率范围。而与电声学相关的元件就是电声器件。手机中最基本的几个电声器件，分别是喇叭、受话器和麦克风，它们的作用如下。喇叭（SPEAKER）：手机中用于播放铃声的电声器件。受话器（RECEIVER）：手机中用于输出语音的电声器件。麦克风（MICROPHONE）：手机中用于接收话音的电声器件。各器件在手机中的位置示例以最常见的折叠手机为例，喇叭、受话器和麦克风在手机中的位置分别如图一所示。图一二手机电声原理2.1手机通话原理手机与基站之间的基本通话原理如图二所示。图二-15

2、-2.1.1Up-link:上行线路手机麦克风接收话音—>手机对话音进行处理—>处理后的语音信号发送给基站。2.1.2Down-link:下行线路基站将语音信号发送给手机—>手机将语音信号还原为话音—>话音通过手机的受话器播放出来。2.1.3Side-tone:侧音即说话者不仅能从受话器中听到对方说话的声音，同时也能听到自己说话的声音及环境噪声。侧音相对于话音来说通常是被覆盖掉的。2.2手机的信号流程手机内部对语音信号进行处理的过程如图三所示，手机的麦克风接收到了语音信号（模拟信号），经过手机DSP芯片的处理，转化为数字信号

3、，分别通过高通滤波器和低通滤波器，滤除高频和低频的干扰信号，再将剩余的语音信号通过受话器还原为声音，传到人耳里，这就是手机对语音信号处理的全过程。图三所以说，手机的通话过程就是一个将声音信号转化为电信号，再将电信号还原为声音信号的过程。-15-三手机电声器件工作原理3.1喇叭和受话器的工作原理3.1.1喇叭和受话器的分类按功能可以将喇叭和受话器分为以下几类：1）单体喇叭；2）单体受话器；3）二合一单面发声喇叭：同时具有喇叭和受话器的功能，且喇叭和受话器都从同一面发声；4）二合一双面发声喇叭：同时具有喇叭和受话器的功能，但喇叭

4、和受话器都分别由两面发声；3.1.2喇叭和受话器的结构在不同类型的喇叭和受话器中，以二合一双面发声的喇叭结构最为复杂，同时包含了喇叭和受话器的结构。因此以二合一双面发声喇叭为例，讲解喇叭和受话器的结构。图四是一个二合一双面发声喇叭的结构图，图中朝上的一面为喇叭（直径较大），朝下的一面为受话器（直径较小），喇叭和受话器共用一套振动磁芯和发声腔体，但有各自的震动膜，向不同的方向辐射出声音。图四图中：1）为喇叭外壳的框架；2）和3）分别是受话器和喇叭的栅格，也就是供发声的发声孔；-15-4）和5）分别是受话器和喇叭的振膜，是进行振

5、动发声的主要部件；6）和7）分别是受话器和喇叭的绕线，缠绕在磁铁的周围，通电后在磁场的作用下运动，带动振膜振动，从而产生声音；8）是受话器和喇叭中间起到隔断作用的一个套；9）是受话器和喇叭共用的磁铁，会对通电的线圈产生一定的作用力，迫使线圈运动；10）金属板；11）接线端，受话器和喇叭的绕线都引到这里，连接引线；12)和13）为防尘网，防止灰尘进入喇叭和受话器内部；14）引线，引出喇叭和受话器的正负极，另一端与主板相连，输入/输出电信号。3.1.3喇叭和受话器的发声原理在喇叭的线圈上通过一定的电流I，在磁场的作用下，线圈将产

6、生一电动力，引起线圈的运动，而线圈连接着振动膜的边缘，带动振动膜一起振动，便向空气辐射了声波。喇叭和受话器都是将电信号转换为声信号的器件。3.2喇叭和受话器的性能参数3.2.1外型尺寸参数1）形状：圆形，椭圆形，跑道形（如图五），……图五直径：通常为10~17mm高度：通常为2-6mm，根据结构尺寸而定3.2.2电性能参数1）声压级声压级是衡量喇叭响度的参数，定义如下-15-其中Po=2×10-5Pa，为参考的压级，这个数值是正常人耳对1KHz声音刚刚能觉察其存在的声压值。通常使用的喇叭声压级的数值在80~100dB之间。2

7、）响应频率即喇叭的固有频率，由喇叭的材料、形状等特性决定。在F0上喇叭的声压级最大。固有频率较低的喇叭对低频的表现力较好，但同时也可能会有音量较小的问题。3）频响范围喇叭在此频段内有较为均匀的声辐射功率，通常在F0到10KHz之间，这一频段也是人耳对声音较为敏感的频段。4）额定功率和最大功率额定功率是喇叭和受话器正常工作状态下的功率，而最大功率是喇叭和受话器允许输入的功率最大值。输入功率越大，喇叭和受话器的声压级也越大，但是如果输入功率过大，就会导致振膜的振动幅度过大，由于喇叭高度的限制，振膜向上振动时就有可能碰到喇叭内的铁

8、壳，从而发出刺耳的响声，也就是通常我们所说的“破音”。5）频响曲线喇叭/受话器在不同频率上的声压值所构成的曲线。一张典型的喇叭频响曲线如图六所示。-15-图六3.2.3其他参数1）连接方式引线方式，柔性PCB方式，弹片接触式；2）防尘网可以有效防止灰尘进入喇叭，除了防尘外，还具有防水、防静