微电声__微型扬声器标准设计规则(2010).ppt

1 2010 12 2 2010 AllRightsReserved0 联创宏声电子有限公司深圳研发中心2010 12 2 微电声标准化结构设计规则 微型动圈式扬声器 2 微型动圈式扬声器的基本构成标准化结构设计 功能性尺寸的总体描述 1 2 3 标准化结构设计 磁路设计标准化结构设计 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计标准化结构设计 支架及下振动空间设计标准化结构设计 设计流程 目录 2010 12 22010 AllRightsReserved1 3 适用范围本规则适用于直径13 20mm 或长轴20mm以下的微型动圈式扬声器的标准化结构设计 版本及修订本规则的初始版本为2010A 修改状态为00 随着微电声技术及工艺的不断提高 本规则将不断地予以修正及补充 2010 12 22010 AllRightsReserved2 4 微型动圈式扬声器的基本构成 2010 12 22010 AllRightsReserved3 防尘网 Dustproofscreen 极芯片 Poleplate 磁钢 Magnet 磁罩 Outerpoleshoe 前盖 Frontgrid 振膜 Diaphragm 支架组合 Housingassembly 接线板 PCB 音圈 Voicecoil 5 标准化结构设计 功能性尺寸的总体描述 1 2010 12 22010 AllRightsReserved4 径向尺寸 0 产品外径 1 支架振膜台阶档外径 2 支架振膜台阶档内径 3 支架尾端直径 ei 振膜音圈档外径 d 振膜音圈档内径 m 磁钢外径 p 极芯片外径 ci 音圈内径 co 音圈外径 si 磁罩内径 so 磁罩下端外径 do 振膜外径 i 振膜edge的外径 d1 支架尾端包塑厚度 6 标准化结构设计 功能性尺寸的总体描述 2 2010 12 22010 AllRightsReserved5 轴向尺寸d2 振膜外R最高点与前盖内壁之间距 d3 振膜球顶与前盖中孔边之间距 d4 振膜球顶最高点与前盖内壁之间距 d5 振膜音圈档与磁回路平面之间距 d6 音圈底面与磁罩底面之间距 d7 磁罩压圈底面轴向包塑厚度 d8 PCB粘合面塑料厚度 d9 PCB粘合面与磁罩底端之间距 d10 PCB面与磁罩底端之间距 d11 极芯片厚度 d12磁钢厚度 7 标准化结构设计 功能性尺寸的总体描述 3 2010 12 22010 AllRightsReserved6 其它轴向 径向尺寸de 振膜外R高度 dd 振膜球顶高度 dpcb PCB厚度 dmg 音圈伸入磁间隙之长度 dc s 音圈外壁与磁罩内壁之径向间距 dc p 音圈内壁与极芯片之径向间距 8 2010 12 22010 AllRightsReserved7 1 磁路设计1 1 m与 p之约束关系 p m 2 0 05 0 10 mm 目的 减少漏磁 提高磁间隙的磁感应强度B 并可适当降低THD 1 2磁间隙距离 so p 2有三种选择 分别是0 50mm 0 60mm及0 70mm 其它条件不变的前提下 磁间隙距离越小 B值越大 相应的声压级越高 但相应的纯音不良的概率也会增高 从工艺可操作性 合格率 及产品的声压级等方面综合考虑 本规则按下表对应关系推荐相应的设计优先度 并按以下确定相应的d5设计值 详见下表 标准化结构设计 磁路设计 9 2010 12 22010 AllRightsReserved8 机械结构标准化设计 磁路设计 磁间隙距离与d5 dc s dc p之间的对应关系 10 2010 2 22010 AllRightsReserved9 1 3磁罩壁厚及极芯片厚度的选择掌握两个原则 作为导磁体的两个核心部件 设计时必须考虑选用具有良好的导磁性能的低碳钢 含碳量0 1 0 6 如08F 含碳量越低 导磁性越好 磁阻越小 同等条件下的B值越高 声压级也越高 材料厚度的选择上 只要产品的高度允许 宁厚勿薄 以利于磁动势的充分发挥 一般地 以 0 40mm 0 60mm为最常用的厚度选用范围 且磁罩与极芯片的厚度尽可能相等 1 4磁钢的径高比 m d12 6 0 7 0为最佳 最利于磁动势 磁能积的充分保证 1 5磁动势 磁能积越大 同等条件下的B值越大 声压级也越高 而磁动势 磁能积的大小除与磁钢的几何大小成正比 非线性 外 还与磁钢的牌号等级成正比 通常选用N38及N48两种 但N48的成本较高 机械结构标准化设计 磁路设计 11 2010 12 22010 AllRightsReserved10 2 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计2 1音圈内径 ci确定时必须要充分考虑以下几个相关联的设计参数 磁钢直径 m ci越大 相应地磁钢直径 m也越大 声压级的设计值也越高 音圈高度 同等线径 ci越小 音圈高度会越大 故 ci的取值必须要考虑满足d6 0 60mm 避免音圈打底 且音圈与极芯片的轴向中心线尽可能重叠 底线是dmg 1 5 d11 以保证磁性能的充分发挥 谐振频率 同一产品 ci越大 相应地谐振频率会越高 因此要想得到一个较高的声压级 同时谐振频率相对较低 必须仔细权衡 ci的取值 径向振动空间 即音圈与磁路的间隙dc s dc p 确定 ci时要充分保证dc s dc p 具体这两个设计值的选择参照表 磁间隙距离与d5 dc s dc p之间的对应关系 标准化的绕线夹具 确定 ci时还须尽量考虑通用现有的绕线夹具 现有的绕线夹具的尺寸系列见下页 机械结构标准化设计 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计 12 2010 12 22010 AllRightsReserved11 现有的绕线夹具的系列规格为 2系列 1 9 2 1 3系列 3 1 3 5 4系列 4 1 4 25 5系列 5 1 5 3 5 5 5 7 6系列 6 6 1 6 2 6 28 7系列 7 7 2 7 3 7 4 8系列 8 2 8 3 8 5 8 7 8 8 9系列 9 3 10系列 10 30 10 4 11系列 11 3 11 8 13系列 13 2 13 28 13 4 13 6 16以上系列 17 4 17 6 19 机械结构标准化设计 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计 13 2010 12 22010 AllRightsReserved12 2 2振膜及上振动空间的设计振膜外径 do 产品的外径 1一定的条件下 对振膜的外径按下述算式给出设计值 do 1 2 0 05 0 10 mm 并取0 0 05的公差 振膜音圈档外径 ei及振膜音圈档内径 d的确定 根据 ci及 co 按下述算式给出设计值 ci ci 2 0 10 0 30 mm ei co 2 0 10 0 30 mm 且 ci ci ei co 0 0 05mm 以保证音圈胶层远离极芯片 提高量产时的纯音合格率 振膜edge 外R 及dome 球顶 的高度 这是振膜设计中的两个关键性尺寸 材质一定的前提下 edge 外R 高度直接影响谐振点 在0 30 0 50mm的范内 edge 外R 高度越大 谐振点也越高 当edge 外R 高度高于0 50mm时 存在着相反的趋势 机械结构标准化设计 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计 14 2010 12 22010 AllRightsReserved13 dome 球顶 高度的设计以振膜振动时不产生塌陷为前提 材质一定的前提下 球顶高度越高 球顶强度就越大 上振动空间的约束关系 1 Min d2 d4 0 40mm 优先度 12 Min d2 d3 0 40mm 且d4 0 30mm 优先度 23 Min d2 d3 0 35mm 且d4 0 30mm 优先度 3绝对不允许d2 d3 d4中任一尺寸 0 30mm 正因为存在上述较多的设计约束性 所以我们在实际振膜设计中 除了改变edge 外R 及球顶高度 还常常通过edge及dome上的放射筋的设置 选用不同振膜材质及厚度来调节谐振点及球顶强度 本规则仅对对振膜的径向及轴向尺寸设计作出一定的标准化规定 对振膜面内设计 如筋的数量 角度 宽度 深度等 及多元曲面设计 未给出定量的规定 我们建议通过实际声学试验来探求最适合用户需求的设计方案 机械结构标准化设计 振动系统及上振动空间 径向振动空间设计 15 2101 12 22010 AllRightsReserved14 3 支架及下振动空间设计3 1支架的盆口厚度 0 1 0 25 0 50 mm 通常取0 30mm 此尺寸若过大 会减小振膜edge的有效辐射面积 不利于降低谐振点 若过小 会影响支架的盆口强度 甚至影响振膜的安装精度 3 2支架振膜台阶档内径 2 1 2 0 50mm 3 3PCB粘合面塑料厚度d8 不得小于0 50mm 否则支架强度不够 同时 还须满足 d9 dpcb 0 9mm 以避免焊点超出磁罩底面 3 4支架尾端转角处的强度 必须遵循d7 0 50mm 否则应考虑加上加强型二台阶 如下图所示 机械结构标准化设计 支架及下振动空间设计 16 2010 12 22010 AllRightsReserved15 3 5支架尾端包塑厚度d1 0 30mm 否则会产生缺塑 3 6下振动空间设计 d5 对音圈档与振膜粘结档共面的振膜而言 下振动空间首先通过d5的设计来保证 详见表 磁间隙距离与d5 dc s dc p之间的对应关系 对音圈档高于振膜粘结档的振膜 表 磁间隙距离与d5 dc s dc p之间的对应关系 中给出的d5值中可以减去音圈档高出振膜粘结档的尺寸 作为音膜台阶相对于磁回路平面的高度的设计值 正如2 1中所述的 下振动空间的另一个重要的设计值是音圈的打底距离d6 0 60mm 这个数值已经将音圈高度的偏差 振动系统的自重所引起的局部下垂等都考虑了进去 3 7背通气孔 本规则暂不推荐具体的定量设计值 只要求孔的分布尽量对称于横轴和纵轴 以降低THD 低频 机械结构标准化设计 支架及下振动空间设计 17 机械结构标准化设计 设计流程 2010 12 22010 AllRightsReserved16 外观尺寸 环保要求 设计输入1 磁路设计确定 支架设计确定 振动系统设计确定 声压级要求 设计输入2 F0 阻抗 可靠性 高温 寿命 设计输入3 总装草图 标准化设计规则 设计评审 拆成各个单件设计文件 并开模 18 2010 12 22010 AllRightsReserved17 谢谢大家 希望能帮到您 知识回顾KnowledgeReview 。