科技信息O機(jī)械與電子OSCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009年第3期手機(jī)音頻設(shè)計(jì)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(xiàn)在的生活中已經(jīng)越來越離不開手機(jī),手機(jī)也一代代更新。從一開始只能打電話發(fā)展到現(xiàn)在看電影拍照聽音樂上網(wǎng)無所不能的多媒體釁端。一部精美的手機(jī)配上悅耳的鈴聲,無論走到哪里都能引來無教美慕的目光,手機(jī)聲音音質(zhì)的好杯對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)成叻與否有著重大的影響。這篇文章著重介紹了手機(jī)音頻設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)，包括音頻的基本概念、選型、設(shè)計(jì)注意點(diǎn)和影響音頻的幾個(gè)問題。[關(guān)鍵詞]受話器;揚(yáng)聲器;麥克風(fēng);音頻功放當(dāng)今社會(huì)，,人們已經(jīng)越來越離不開手機(jī)，除了傳統(tǒng)的打電話發(fā)短1.1.3出音孔設(shè)計(jì)注意點(diǎn)receiver 的出音孔一般位置在較固定的信.手機(jī)的功能也越來越多樣化.看電影聽音樂上網(wǎng)玩游戲無所不能。地方 .出音孔的大小、形狀.個(gè)數(shù)都對(duì)reeiving頻響曲線有-一定的影音質(zhì)的好壞已經(jīng)成為手機(jī)的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之- - ,今天就來介紹一下手響。 比如說狹長的出音孔和多個(gè)出音孔的設(shè)計(jì)都對(duì)曲線有一定的平整機(jī)的音頻設(shè)計(jì)。方面的影響,如果是沒有開放內(nèi)部寄存器的平臺(tái),則設(shè)計(jì)的時(shí)候就要手機(jī)上的音獺部件有受話器rceiver)、揚(yáng)南器speaker).麥克風(fēng)更加注意 這點(diǎn).設(shè)計(jì)時(shí)要和廠家溝通最佳的出音孔大小和個(gè)數(shù)。(microphone)三部分組成。手機(jī)的音頻一般關(guān)注的是通話音質(zhì)和mp31.2epeaker 設(shè)計(jì)注意點(diǎn)效果。語音呼叫保真度相對(duì)較低,而音樂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(jié)構(gòu)空間和成本允許的情況下， 盡量的采樣速率來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的立體聲再現(xiàn)。挑選Fo低distorion小聲壓大的speaker,Fo低則低頻效果好,聲音1.通話音質(zhì)聽起來不尖銳、不刺耳distortion小則整個(gè)聲音效果好;聲壓大則是手我們先來看一些聲學(xué)基本的概念:聲波屬于縱波,其傳播需要介機(jī)的 賣點(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.不過成本較貴。AAC的speaker在800Hz左20KHz. ,20Hz以下稱為次聲波,20KHz以上稱為超盧波，語音范圍為右 ,聲音效果也較好.成本也稍便宜一點(diǎn)。sepeaker 廠家根據(jù)客戶的要300- 3400Hz.聲壓級(jí)用符號(hào)LP表示,結(jié)果以分貝表示,如公式1:求可以通過更改單體的阻尼或音膜等來更改單體的電參數(shù)，比如說降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(jī)遁話有normal .handfre .headet三種模式。Normal是receiver1.2.2 聲腔設(shè)計(jì)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(jī)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(tǒng)構(gòu)成環(huán)形磁間釀,其間布滿均勻磁話可以讓 speaker廠家訂做音腔,但是成本會(huì)增加。場.其振動(dòng)系統(tǒng)由導(dǎo)線繞成的環(huán)形音圖和與之相連的振膜組成，有電1.2.3 出音孔設(shè)計(jì)注意點(diǎn)出音孔面積不能太小，且自由敞開和流通過時(shí),音圈切割磁力線,產(chǎn)生作用力,帶動(dòng)振膜-起運(yùn)動(dòng).振膜策整個(gè)后腔相通。 出音孔放好不要太狹長,否則會(huì)削落低額效果。動(dòng)空氣發(fā)出相應(yīng)的聲音。同樣是發(fā)聲器件.同樣用于手機(jī)上.但由于構(gòu)13miephone設(shè)計(jì)注意點(diǎn)成和材質(zhì)等的不同.SPEAKER與RECEIVER的主要區(qū)別是:1.3.1挑選單體注意點(diǎn)挑選和 speaker.rceiver同一廠家的表1 SPEAKER 與RECEIVER的區(qū)別表micphone .可以降低成本。1.3.2 聲腔設(shè)計(jì)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，可聽距離通過一定距離被人耳接聽直接被人耳接聽靠內(nèi)部寄存器也不一定能補(bǔ)償上去,如果足沒有開放內(nèi)部寄存器的平頻喃范圍語音及音樂，語音臺(tái).則設(shè)計(jì)的時(shí)候就要更加注意這點(diǎn)。密封好的話這個(gè)曲線-般都比功率較大小較平.測試一般都比較好過。有些設(shè)計(jì)常常用泡棉來壓緊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(jī)上的位置位置隨意性大一般在國定位置13.3開孔設(shè)計(jì)注意點(diǎn)miephone 的開孔和reeiver-樣一般在比較固定的位置.開孔不宜太小否則影響聲音的響度,同時(shí)開孔也不有了這些基本原理后,我們接著再來看看手機(jī)音頻設(shè)計(jì)時(shí)的一些,周圍環(huán)境的噪聲也會(huì)思路和注意點(diǎn):13.4 PCB設(shè)計(jì)注意點(diǎn)我們常 常以差分方式連接麥克風(fēng)，從而1.1receiver 設(shè)計(jì)注意點(diǎn)消除噪聲源在走線中感應(yīng)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同一廠家的receiver, 可以降走線 也建議如此。這種方法在正負(fù)信號(hào)走線對(duì)稱布置并相互接近(甲低成本。每條走線中感應(yīng)出的噪聲相同)時(shí)效果最好，對(duì)于電容式麥克風(fēng)尤為1.2聲腔設(shè)計(jì)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頻響曲線在某-頻點(diǎn)的衰減，這個(gè)衰臧是無法用芯片內(nèi)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)生的均衡器來補(bǔ)償?shù)模?般調(diào)試reeiving頻響曲線時(shí)先看直通曲線，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音信號(hào)進(jìn)入麥克是圖1這種形狀則說明前腔是比較密封的。REC的后腔一般是敞開式風(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(duì)后續(xù)的濾波要求。另外麥克風(fēng)偏置電阻對(duì)靈敏度也有--定影響,設(shè)計(jì)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(nèi)容中已經(jīng)說明。2.2 audio amplifier 音 頻功放共分為模擬和數(shù)字兩大類，模擬功放又分為A類B類AB類.A類功放效率比較低.B類功放交越失真比較大中國煤化工類功類功放集中了A類和B類功放收是數(shù)字功放,具有較好的CNMHGIB類放大器和D類放大圈1手機(jī)receiving頻響曲線圈器懸目期幣用時(shí)甘顧取大容。101科技信息O機(jī)械與電子0SCTIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2009年第3期AB類為模擬放大器.主要特點(diǎn)是:晶體管的導(dǎo)通時(shí)間稍大于半周音頻還有一個(gè)問題就是靜電,一般miephone receiver .speake很少期,必須用兩管推挽工作。可以避免交越失真。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(tái)芯片通路打壞,所以靠消偶次請(qǐng)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(hù)非常必要。.D類為數(shù)字放大器,具有效率商低失真.頻率響應(yīng)曲線好,外圈元最后我們來了解一下當(dāng)前音頻測試的標(biāo)準(zhǔn),GSM手機(jī)的音頻鍘器件少優(yōu)點(diǎn)。試遵從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):YD/T1214 2002和YD/T1215- 2005,具體的測試項(xiàng)在手機(jī)音頻功放的參數(shù)中PRR.THD+N.SNR.AO.Po.Isc等參數(shù)目見表 2.測試設(shè)備的拼建見圖2決定了一個(gè)音頻功放的優(yōu)劣,特別是PSRR值,對(duì)手機(jī)的抗TDD noise褒2青頻測試標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目起到了很大的作腳。序號(hào)項(xiàng)目名稱標(biāo)準(zhǔn)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(hào)的比.發(fā)送靈敏度/頻率晌應(yīng)在測試框內(nèi)值。PSRR反映了音頻功事放大器對(duì)電源的紋波要求,PSRR絕對(duì)值越發(fā)送響虔評(píng)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(yīng)波失真是指- - 個(gè)模擬電路處理信號(hào)后,在一個(gè)特定頻率范圍內(nèi)所引入的總失真量。噪聲通常指不需要的信號(hào),有時(shí)是由于熱或者其它物理接收喃度評(píng)定值2+- 3dB條件產(chǎn)生的在線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(nèi)CTA 不側(cè).CCF側(cè)小越好。側(cè)音掩觳評(píng)定值13+- sdB●SNR(signal noise ratio)信噪比;指一個(gè)模擬信號(hào)中有用信號(hào)和噪聲的比值。侑噪比越高有用信號(hào)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(fù)載能力,通常音頻放大器廠家會(huì)提供產(chǎn)品的在工作電壓一定條件和額定負(fù)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,說明在待機(jī)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。選抒音頻功放時(shí)應(yīng)該注意的以下幾點(diǎn):*PSRR電源紋波抑制比:D類功放是數(shù)字功放>AB類功放.圈2測試系統(tǒng)架枸圜*轉(zhuǎn)換效率:D類功放是數(shù)字功放> AB類功放*價(jià)格:D類功放是數(shù)字功放> AB類功放3.總結(jié)總之,在手機(jī)音頻的功放選擇中,AB類放大器是模撳放大器中效移動(dòng)蜂窩電話已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡牟糠?并且對(duì)生率較高.失真較小,功放晶體管功耗較小,散熱好的一類,已經(jīng)得到了?；?的影響a益增加。許多全球化的廠商正在加人手機(jī)市場,據(jù)估計(jì),全很廣的應(yīng)用，但同時(shí)AB類放大器之間也有差異,在選型中應(yīng)該盡量世界對(duì)手機(jī)每年有 4億7千萬部的市場需求.已經(jīng)成為最大的消費(fèi)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類放子市場。 同時(shí)手機(jī)也已經(jīng)從純粹的語音邇信發(fā)展到多媒體,娛樂終端大器在PSRR方面做得比較好.抗干擾性能要優(yōu)于AB類放大器，而且等功能的數(shù)字個(gè) 人娛樂和通估終端，這些新功能和新服務(wù)對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)由于效率較高,長時(shí)間工作時(shí)更省電,如果在容許的條件下建議使用帶來極大的挑戰(zhàn)， 對(duì)手機(jī)音頻效果也提出了更高的要求。一部精美的D類功放。D類攻放實(shí)際聽mp3效果金屬質(zhì)感較強(qiáng)。手機(jī)配上悅耳的鈴聲,無論走到哪里都能引來無數(shù)羨慕的目光,手機(jī)我們再來看釋影響音頻質(zhì)量的幾個(gè)問題,平臺(tái)常常開放一些參數(shù)聲音 音質(zhì)的好壞對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)成功與否有著重大的影響。本文著重介紹供客戶調(diào)手機(jī)的音頻，如果足底噪大的話把遁路的模報(bào)增益調(diào)小一了 手機(jī)音頻設(shè)計(jì)的-些經(jīng)驗(yàn).包括音頻的基本概念、選型和設(shè)計(jì)注意點(diǎn),數(shù)字增益調(diào)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)問題. 希望對(duì)手機(jī)的音頻部分設(shè)計(jì)有所幫sidpsa調(diào)小-點(diǎn). miepbone的增益調(diào)小一點(diǎn),平臺(tái)另外還開故專門調(diào)助?；芈暫驮肼暤募拇嫫?給客戶根據(jù)自己的要求來優(yōu)化。長期影響手機(jī)音頻質(zhì)量的另外-一個(gè)問題就是干擾。由于RF電路[參考文獻(xiàn)]以及數(shù)字IC發(fā)出電子噪聲而月沒有足夠的空間使音頻電路與這些噪[1]Yan Coh,在手機(jī)中實(shí)現(xiàn)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(hào)保持“沾凈”，所以在設(shè)計(jì)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(jī)設(shè)計(jì)中存頻功率放大器介期，上海:世平集團(tuán)2000 h/p/w地。如果是分兒塊板的手機(jī)設(shè)計(jì)則要考慮到回蘊(yùn)，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(duì)音頻很有好處"。電源噪聲將對(duì)所有模擬怍者簡介: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(dǎo)致音頻性能不佳的根本原因。RF 功放開療監(jiān)護(hù),暴信朦信島技水(上濤)有限公司?；鶐Чこ處煛ｊP(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(wěn)壓[責(zé)任編輯:張新霄]非常重要.而且要就近敞置。(上接第140頁)的基礎(chǔ)上,“對(duì)癥下藥",采取行之有效的轉(zhuǎn)化方法,做大址的工作,負(fù)出辛勤的開水,才能得到應(yīng)有的回報(bào)，才能達(dá)到預(yù)期二業(yè)學(xué)位研究生?，F(xiàn)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(xiàn)為山東省雄坊五中數(shù)學(xué)教師，YHCNMHG[1]李少稱.在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)山X晚.山西教青20022)2[2]鐘卡君.后進(jìn)生數(shù)學(xué)興趣的堵養(yǎng),湖南教育200(6).[責(zé)任編輯:張艷芳][3]于慶文.找談散發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的幾種方法。遼寧教育研究2004(4).- 102