手機音頻設計

科技信息O機械與電子OSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009年第3期手機音頻設計李麗(基信康信息技術(shù)<上海>有限公司中國上海 200000)[摘 要]人們現在的生活中已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)手機,手機也一代代更新。從一開(kāi)始只能打電話(huà)發(fā)展到現在看電影拍照聽(tīng)音樂(lè )上網(wǎng)無(wú)所不能的多媒體釁端。一部精美的手機配上悅耳的鈴聲,無(wú)論走到哪里都能引來(lái)無(wú)教美慕的目光,手機聲音音質(zhì)的好杯對手機設計成叻與否有著(zhù)重大的影響。這篇文章著(zhù)重介紹了手機音頻設計的一些經(jīng)驗，包括音頻的基本概念、選型、設計注意點(diǎn)和影響音頻的幾個(gè)問(wèn)題。[關(guān)鍵詞]受話(huà)器;揚聲器;麥克風(fēng);音頻功放當今社會(huì )，,人們已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)手機，除了傳統的打電話(huà)發(fā)短1.1.3出音孔設計注意點(diǎn)receiver 的出音孔一般位置在較固定的信.手機的功能也越來(lái)越多樣化.看電影聽(tīng)音樂(lè )上網(wǎng)玩游戲無(wú)所不能。地方 .出音孔的大小、形狀.個(gè)數都對reeiving頻響曲線(xiàn)有-一定的影音質(zhì)的好壞已經(jīng)成為手機的重要評判標準之- - ,今天就來(lái)介紹一下手響。 比如說(shuō)狹長(cháng)的出音孔和多個(gè)出音孔的設計都對曲線(xiàn)有一定的平整機的音頻設計。方面的影響,如果是沒(méi)有開(kāi)放內部寄存器的平臺,則設計的時(shí)候就要手機上的音獺部件有受話(huà)器rceiver)、揚南器speaker).麥克風(fēng)更加注意 這點(diǎn).設計時(shí)要和廠(chǎng)家溝通最佳的出音孔大小和個(gè)數。(microphone)三部分組成。手機的音頻一般關(guān)注的是通話(huà)音質(zhì)和mp31.2epeaker 設計注意點(diǎn)效果。語(yǔ)音呼叫保真度相對較低,而音樂(lè )和視頻功能則霜要使用更高1.2.1 挑選單體注意點(diǎn)在結構空間和成本允許的情況下， 盡量的采樣速率來(lái)實(shí)現高質(zhì)量的立體聲再現。挑選Fo低distorion小聲壓大的speaker,Fo低則低頻效果好,聲音1.通話(huà)音質(zhì)聽(tīng)起來(lái)不尖銳、不刺耳distortion小則整個(gè)聲音效果好;聲壓大則是手我們先來(lái)看一些聲學(xué)基本的概念:聲波屬于縱波,其傳播需要介機的 賣(mài)點(diǎn)和亮色。如我們常用的philipse的speaker.Fo可以做到400Hz質(zhì)，在真空中不能傳播。人耳可接受到的頻城范圍通常為:20Hz--左右 .整個(gè)效果非常好.不過(guò)成本較貴。AAC的speaker在800Hz左20KHz. ,20Hz以下稱(chēng)為次聲波,20KHz以上稱(chēng)為超盧波，語(yǔ)音范圍為右 ,聲音效果也較好.成本也稍便宜一點(diǎn)。sepeaker 廠(chǎng)家根據客戶(hù)的要300- 3400Hz.聲壓級用符號LP表示,結果以分貝表示,如公式1:求可以通過(guò)更改單體的阻尼或音膜等來(lái)更改單體的電參數，比如說(shuō)降Lp=20Ugμ《公式1)低Fo等,可是更改了以后會(huì )影響聲壓大小,所以常常是取多者之間的手機遁話(huà)有normal .handfre .headet三種模式。Normal是receiver1.2.2 聲腔設計注意點(diǎn)為了 保證低頻效果,后腔盡量大,密封性狀態(tài),handree是speaker狀態(tài),headet 是erphone狀態(tài)。Speaker、 盡量好。 由于鑲件或機殼上下蓋緒合所引起的泄漏盡量小。有空間的receiver的發(fā)聲原理是:其磁路系統構成環(huán)形磁間釀,其間布滿(mǎn)均勻磁話(huà)可以讓 speaker廠(chǎng)家訂做音腔,但是成本會(huì )增加。場(chǎng).其振動(dòng)系統由導線(xiàn)繞成的環(huán)形音圖和與之相連的振膜組成，有電1.2.3 出音孔設計注意點(diǎn)出音孔面積不能太小，且自由敞開(kāi)和流通過(guò)時(shí),音圈切割磁力線(xiàn),產(chǎn)生作用力,帶動(dòng)振膜-起運動(dòng).振膜策整個(gè)后腔相通。 出音孔放好不要太狹長(cháng),否則會(huì )削落低額效果。動(dòng)空氣發(fā)出相應的聲音。同樣是發(fā)聲器件.同樣用于手機上.但由于構13miephone設計注意點(diǎn)成和材質(zhì)等的不同.SPEAKER與RECEIVER的主要區別是:1.3.1挑選單體注意點(diǎn)挑選和 speaker.rceiver同一廠(chǎng)家的表1 SPEAKER 與RECEIVER的區別表micphone .可以降低成本。1.3.2 聲腔設計注意點(diǎn)miephone 的音腔主要是前腔，前腔一定SPEAKERRECEIVER要密封否則會(huì )造成高頻泄露,測試sending頻響時(shí)高頻部分會(huì )塌下來(lái)，可聽(tīng)距離通過(guò)一定距離被人耳接聽(tīng)直接被人耳接聽(tīng)靠?jì)炔考拇嫫饕膊灰欢苎a償上去,如果足沒(méi)有開(kāi)放內部寄存器的平頻喃范圍語(yǔ)音及音樂(lè )，語(yǔ)音臺.則設計的時(shí)候就要更加注意這點(diǎn)。密封好的話(huà)這個(gè)曲線(xiàn)-般都比功率較大小較平.測試一般都比較好過(guò)。有些設計常常用泡棉來(lái)壓緊miephone,這是更要考慮到尺寸的配合,看看是否真的壓到位,同時(shí)micphone最好Distortion較小帶橡膠套。在手機上的位置位置隨意性大一般在國定位置13.3開(kāi)孔設計注意點(diǎn)miephone 的開(kāi)孔和reeiver-樣一般在比較固定的位置.開(kāi)孔不宜太小否則影響聲音的響度,同時(shí)開(kāi)孔也不有了這些基本原理后,我們接著(zhù)再來(lái)看看手機音頻設計時(shí)的一些,周?chē)h(huán)境的噪聲也會(huì )思路和注意點(diǎn):13.4 PCB設計注意點(diǎn)我們常 常以差分方式連接麥克風(fēng)，從而1.1receiver 設計注意點(diǎn)消除噪聲源在走線(xiàn)中感應出的電氣噪聲。Receiver和speaker通路的1.1.1 挑選單體注意點(diǎn)挑選epeker同一廠(chǎng)家的receiver, 可以降走線(xiàn) 也建議如此。這種方法在正負信號走線(xiàn)對稱(chēng)布置并相互接近(甲低成本。每條走線(xiàn)中感應出的噪聲相同)時(shí)效果最好，對于電容式麥克風(fēng)尤為1.2聲腔設計注意點(diǎn)reciver 的前腔要密封，如有泄漏則會(huì )造有用。 不要從電源直接向電容式麥克風(fēng)提供偏置電壓.由于偏置電壓成reeving頻響曲線(xiàn)在某-頻點(diǎn)的衰減，這個(gè)衰臧是無(wú)法用芯片內部中 的噪聲在麥克風(fēng)的前置放大器中被放大,它比在下游電路中產(chǎn)生的均衡器來(lái)補償的，-般調試reeiving頻響曲線(xiàn)時(shí)先看直通曲線(xiàn)，如果熱噪聲 更加有害。同時(shí)加人合適的電容器將可以在語(yǔ)音信號進(jìn)入麥克是圖1這種形狀則說(shuō)明前腔是比較密封的。REC的后腔一般是敞開(kāi)式風(fēng)的前置放大器之前削弱低頻風(fēng)噪聲和處理噪聲。這樣可以防止由于的,以整個(gè)主板和后殼作為后音腔。放大器輸出飽和產(chǎn)生的"wunp"噪聲并減少對后續的濾波要求。另外麥克風(fēng)偏置電阻對靈敏度也有--定影響,設計時(shí)也要考慮到。2. mp3效果2.1 speker單體的選 型注意在上述內容中已經(jīng)說(shuō)明。2.2 audio amplifier 音 頻功放共分為模擬和數字兩大類(lèi)，模擬功放又分為A類(lèi)B類(lèi)AB類(lèi).A類(lèi)功放效率比較低.B類(lèi)功放交越失真比較大中國煤化工類(lèi)功類(lèi)功放集中了A類(lèi)和B類(lèi)功放收是數字功放,具有較好的CNMHGIB類(lèi)放大器和D類(lèi)放大圈1手機receiving頻響曲線(xiàn)圈器懸目期幣用時(shí)甘顧取大容。101科技信息O機械與電子0SCTIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009年第3期A(yíng)B類(lèi)為模擬放大器.主要特點(diǎn)是:晶體管的導通時(shí)間稍大于半周音頻還有一個(gè)問(wèn)題就是靜電,一般miephone receiver .speake很少期,必須用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д?。交咎失真較大,可以抵會(huì )被靜電打壞,靜電 的主要危害就是會(huì )把平臺芯片通路打壞,所以靠消偶次請波失真。有效率較高.晶體管功耗較小的特點(diǎn)。近這些器件處用TVS保護非常必要。.D類(lèi)為數字放大器,具有效率商低失真.頻率響應曲線(xiàn)好,外圈元最后我們來(lái)了解一下當前音頻測試的標準,GSM手機的音頻鍘器件少優(yōu)點(diǎn)。試遵從行業(yè)標準:YD/T1214 2002和YD/T1215- 2005,具體的測試項在手機音頻功放的參數中PRR.THD+N.SNR.AO.Po.Isc等參數目見(jiàn)表 2.測試設備的拼建見(jiàn)圖2決定了一個(gè)音頻功放的優(yōu)劣,特別是PSRR值,對手機的抗TDD noise褒2青頻測試標準項目起到了很大的作腳。序號項目名稱(chēng)標準值備住* PSRR(power supply retion rate)電 源紋被抑制比:是音頻放大器的輸人測最電源電壓的偏差偶合到-個(gè)模擬電路的輸出信號的比.發(fā)送靈敏度/頻率晌應在測試框內值。PSRR反映了音頻功事放大器對電源的紋波要求,PSRR絕對值越發(fā)送響虔評定值8+ -3dB_大越好.音額放大器輸出杭電源干擾性能就越好。發(fā)送失真●THD+N(olal harmonie distortion+noise)總諸波失真+噪聲:總諧摟收靈敏度/頻率響應波失真是指- - 個(gè)模擬電路處理信號后,在一個(gè)特定頻率范圍內所引入的總失真量。噪聲通常指不需要的信號,有時(shí)是由于熱或者其它物理接收喃度評定值2+- 3dB條件產(chǎn)生的在線(xiàn)路板上的其它電氣行為( F擾)?？傊C波失真和噪聲越樓收失真在測試概內CTA 不側.CCF側小越好。側音掩觳評定值13+- sdB●SNR(signal noise ratio)信噪比;指一個(gè)模擬信號中有用信號和噪聲的比值。侑噪比越高有用信號成份越多,音效越好。摟收響度最大值(13dB* AO增益:是指放大器輸出功率和輸入功率之間的比值。增益越大說(shuō)明放大器的效率越高。品* POCM最大輸出功率:反映了一個(gè)音頻功率放大器的負載能力,通常音頻放大器廠(chǎng)家會(huì )提供產(chǎn)品的在工作電壓一定條件和額定負載下的的最大輸出功事。*關(guān)斷電流(Shurdown curen) 和輸出偏移電壓(Output OfetVoltage):關(guān)斷電流越小,說(shuō)明在待機條件下的放大器漏電少,則功耗小。輸出偏移電壓小有利于電池壽命的延長(cháng)。選抒音頻功放時(shí)應該注意的以下幾點(diǎn):*PSRR電源紋波抑制比:D類(lèi)功放是數字功放>AB類(lèi)功放.圈2測試系統架枸圜*轉換效率:D類(lèi)功放是數字功放> AB類(lèi)功放*價(jià)格:D類(lèi)功放是數字功放> AB類(lèi)功放3.總結總之,在手機音頻的功放選擇中,AB類(lèi)放大器是模撳放大器中效移動(dòng)蜂窩電話(huà)已經(jīng)成為人們日常生活不可或缺的部分,并且對生率較高.失真較小,功放晶體管功耗較小,散熱好的一類(lèi),已經(jīng)得到了?；?的影響a益增加。許多全球化的廠(chǎng)商正在加人手機市場(chǎng),據估計,全很廣的應用，但同時(shí)AB類(lèi)放大器之間也有差異,在選型中應該盡量世界對手機每年有 4億7千萬(wàn)部的市場(chǎng)需求.已經(jīng)成為最大的消費電采用效率高,功耗低,各方面更具有優(yōu)勢的功放以提高競爭力。D類(lèi)放子市場(chǎng)。 同時(shí)手機也已經(jīng)從純粹的語(yǔ)音邇信發(fā)展到多媒體,娛樂(lè )終端大器在PSRR方面做得比較好.抗干擾性能要優(yōu)于A(yíng)B類(lèi)放大器，而且等功能的數字個(gè) 人娛樂(lè )和通估終端，這些新功能和新服務(wù)對手機設計由于效率較高,長(cháng)時(shí)間工作時(shí)更省電,如果在容許的條件下建議使用帶來(lái)極大的挑戰， 對手機音頻效果也提出了更高的要求。一部精美的D類(lèi)功放。D類(lèi)攻放實(shí)際聽(tīng)mp3效果金屬質(zhì)感較強。手機配上悅耳的鈴聲,無(wú)論走到哪里都能引來(lái)無(wú)數羨慕的目光,手機我們再來(lái)看釋影響音頻質(zhì)量的幾個(gè)問(wèn)題,平臺常常開(kāi)放一些參數聲音 音質(zhì)的好壞對手機設計成功與否有著(zhù)重大的影響。本文著(zhù)重介紹供客戶(hù)調手機的音頻，如果足底噪大的話(huà)把遁路的模報增益調小一了 手機音頻設計的-些經(jīng)驗.包括音頻的基本概念、選型和設計注意點(diǎn),數字增益調大一點(diǎn),會(huì )有一些好處;如果是background noise可以點(diǎn),分析了影響音頻的幾個(gè)問(wèn)題. 希望對手機的音頻部分設計有所幫sidpsa調小-點(diǎn). miepbone的增益調小一點(diǎn),平臺另外還開(kāi)故專(zhuān)門(mén)調助?；芈暫驮肼暤募拇嫫?給客戶(hù)根據自己的要求來(lái)優(yōu)化。長(cháng)期影響手機音頻質(zhì)量的另外-一個(gè)問(wèn)題就是干擾。由于RF電路[參考文獻]以及數字IC發(fā)出電子噪聲而月沒(méi)有足夠的空間使音頻電路與這些噪[1]Yan Coh,在手機中實(shí)現高保真音額.上海:Wlhon徽電子公司，2006 hpt://聲源保持較大的物理斷離,難以使模擬信號保持“沾凈”，所以在設計w.etcin cow/ART.80009181 _617687.hm初布局的時(shí)候就要考慮到這一點(diǎn)layou的時(shí)候要要盡量上下左右包[2]杜 玉廣.手機設計中存頻功率放大器介期，上海:世平集團2000 h/p/w地。如果是分兒塊板的手機設計則要考慮到回蘊，到主地的回流不夠elchin comVART 80003 6718.16.6.6常常會(huì )引起RF錮射噪聲。同時(shí)保證電源潔凈也對音頻很有好處"。電源噪聲將對所有模擬怍者簡(jiǎn)介:爭麗(1981- -),女,上濤年贊人,研究生,主要研究方向:選程噩電路產(chǎn)生影響月常常是導致音頻性能不佳的根本原因。RF 功放開(kāi)療監護,暴信朦信島技水(上濤)有限公司?；鶐Чこ處?。關(guān)時(shí)會(huì )造成電源被拉低,產(chǎn)生217Hz的干擾,所以電源的濾波和穩壓[責任編輯:張新霄]非常重要.而且要就近敞置。(上接第140頁(yè))的基礎上,“對癥下藥",采取行之有效的轉化方法,做大址的工作,負出辛勤的開(kāi)水,才能得到應有的回報，才能達到預期二業(yè)學(xué)位研究生?，F為山東的目的,大面積提高教育教學(xué)質(zhì)量乃至提高余民族的整體素質(zhì)。省路坊動(dòng)中國煤化工生?，F為山東省雄坊五中數學(xué)教師，YHCNMHG[1]李少稱(chēng).在數學(xué)教學(xué)中培養學(xué)生的學(xué)山X晚.山西教青20022)2[2]鐘卡君.后進(jìn)生數學(xué)興趣的堵養,湖南教育200(6).[責任編輯:張艷芳][3]于慶文.找談散發(fā)學(xué)生數學(xué)學(xué)習興趣的幾種方法。遼寧教育研究2004(4).- 102