De bästa metoderna för att konstruera kapslingar för mikrohögtalare

Kapslingar för mikrohögtalare fungerar både som skydd för skador på högtalaren och förstärker ljudvolymen. Genom att förstå de grunder i god konstruktionsteknik för högtalarkapslingar som beskrivs i artikeln kan användare arbeta för att förbättra ljudprestandan i sin avsedda tillämpning.

Grundläggande högtalarkonstruktion

Det är flera delar som ingår i en högtalares grundläggande konstruktion. I kärnan av alla högtalare finns en trådspole som placeras mellan polerna på en permanentmagnet och sedan fästs på ett membran. Membranet hängs sedan upp på ett sätt som gör det möjligt för det att röra sig fritt framåt och bakåt. När en elektrisk signal tillförs på trådspolen får dess rörelse i magnetfältet även membranet att röra sig. Den här rörelsen leder till tryckvågor av luft som skickas ut från både fram- och baksidan av högtalaren, vilket vi uppfattar som ljud. Eftersom dessa vågor är i ofas kan de helt eller delvis släcka ut varandra. Det är här korrekt design av en högtalarkapsling kan förstärka den minskade ljudnivå som bildas av dessa vågor i ofas.

Figur 1: Standardkonstruktion för högtalare (Bildkälla: CUI Devices)

Grundläggande fakta om kapslingar för mikrohögtalare

Syftet med kapslingens främre hålrum är att skydda högtalaren fysiskt men även att minimera dämpningen av det önskade ljudet. Det främre hålrummet konstrueras normalt med en skärm eller genom att göra hål i en solid platta. Ett hålmönster som motsvarar ungefär högtalarens storlek möjliggör en effektiv ljudspridning och går att uppnå genom att ta bort så lite som 20 % av den solida plattans yta. Det är viktigt att vara uppmärksam på avståndet mellan kapslingens framsida och högtalaren, där ett mellanrum på 1 till 2 mm hindrar högtalarmembranets rörelse från att nå kapslingens framsida i de flesta fall.

När det gäller en mikrohögtalares bakre kapsling måste konstruktörerna skapa ett lufttätt hålrum som hindrar att de bakre tryckvågorna med ljud sprids. Detta går att uppnå genom att placera ljuddämpande material inuti hålrummet eller genom att välja ett styvt material i kapslingen som inte strålar ut ljud. I vissa konstruktioner av bakre kapslingar går det att använda den bakre tryckvågen för att förbättra de främre ljudvågorna, men det är en metod som passar bäst för mer komplexa tillämpningar.

Figur 2: Främre och bakre högtalarkapsling (Bildkälla: Same Sky)

Nästa sak att överväga för en bakre kapslingskonstruktion är den fina balansen mellan kapslingens storlek (volym) och tryckförändringarna. En lägre bakre hålrumsvolym är ofta önskvärd för de kompakta tillämpningar där mikrohögtalare används, men det sker på bekostnad av stora lufttrycksförändringar som orsakas av det rörliga högtalarmembranet. Dessa förändringar i lufttryck begränsar i slutänden membranets rörelse och därigenom det ljud som högtalaren avger. Som en tumregel är en högtalares diameter en god grund för att bedöma det bakre hålrumsdjup som minimerar lufttrycksförändringarna och bibehåller den kompakta storlek som önskas i tillämpningar med mikrohögtalare. I tillämpningar där djupet kan vara ett problem kan dock det volymen för det bakre hålrummets yta ökas, samtidigt som djupet minskas för att bibehålla samma volym.

Montering av mikrohögtalaren i kapslingen

Monteringen av en mikrohögtalare spelar också en viktig roll för en produkts slutliga ljudkvalitet. Höljets främre och bakre del måste sitta tätt med högtalaren monterad stadigt mellan dem och som en del av den bakre kapslingens struktur. Detta minskar inte bara ljudspridningen från kapslingens bakre del utan hindrar även skallrande ljud från att bildas. Skum med hög täthet kan bidra ytterligare till att bilda en säker och tätsittande fog.

Sammanfattning

Det behövs inte en ljudexpert för att förbättra ljudkvaliteten hos en viss högtalare eller mikrohögtalare. Genom att förstå de grundläggande riktlinjerna ovan kan ingenjörer nå en bra bit på vägen till utmärkt ljud i sin konstruktion. Same Sky gör denna process ännu enklare med en rad olika mikrohögtalaralternativ i kompakta kapslingar ända ned till 10 mm och med djup ända ned till 2 mm. Same Sky erbjuder även en serie inkapslade högtalare som har optimerats för överlägsen ljudkvalitet och förenklad integration i konstruktioner, för att ge ingenjörer ytterligare ett ljudutmatningsalternativ utan att behöva konstruera en egen kapsling.

Figur 3: Mikrohögtalare från Same Sky erbjuder en mängd olika kapslingstyper (Bildkälla: Same Sky)