陶瓷扬声器在手机设计中的应用

第一篇：陶瓷扬声器在手机设计中的应用

陶瓷扬声器在手机设计中的应用

如今的便携式设备需要更小、更薄、更省电的电子元器件。对于设计小巧的手机，动圈式扬声器成为了制造商能否生产出超薄手机的制约因素。在这一需求的推动下，陶瓷或压电扬声器迅速兴起，成为动圈式扬声器的替代方案。陶瓷扬声器能以超薄、紧凑的封装提供极具竞争力的声压电平（SPL），具有取代传统的动圈式扬声器的巨大潜力。动圈式扬声器和陶瓷扬声器的区别如表1所示。

驱动陶瓷扬声器的放大器电路具有与驱动传统动圈式扬声器不同的输出驱动要求。陶瓷扬声器的结构要求放大器驱动大电容负载，并在较高的频率下输出更大的电流，同时保持高输出电压。

陶瓷扬声器的特性

陶瓷扬声器的生产工艺与多层陶瓷电容器类似，与动圈式扬声器相比，这种制造技术可以使扬声器厂商更加严格地控制扬声器的容差。严格的容差控制对于权衡扬声器的选择非常重要，也影响着不同生产批次产品音频特性的可重复性。

陶瓷扬声器在驱动放大器端的等效阻抗可以近似为主要由一个大电容组成的RLC电路（图1）。在音频频率范围内，陶瓷扬声器通常呈现容性。扬声器的电容特性决定了其阻抗随频率的提高而降低。图2为陶瓷扬声器阻抗随频率的变化关系，与1µF电容相似。阻抗有一个谐振点，在这个频点扬声器的发声效率最高。1kHz频率附近阻抗曲线的下降表示扬声器的谐振频率。

图1.陶瓷扬声器主要表现为一个大的容性负载

图2.陶瓷扬声器阻抗与频率的关系，与1µF电容非常相似

声压与频率及振幅的关系

陶瓷扬声器两端的交流电压导致扬声器内压电薄膜变形和振动；位移量与输入信号的幅度成正比。压电薄膜的振动使周围空气流动，从而发出声音。扬声器电压升高时，压电元件变形加剧，形成更大的声压，从而增加了音量。

陶瓷扬声器制造商通常规定了扬声器的最大驱动电压，典型值15VP-P。电压最大时陶瓷器件的偏移量达到极限。外加电压大于额定电压时不会导致声压升高，反而增加了输出信号的失真度。图3为电压最大时，陶瓷扬声器输出声压（SPL）与频率的关系曲线。通过对比SPL与频率的关系曲线图以及阻抗与频率的关系曲线图，可以明显看出压电扬声器产生高SPL时，在自激频率处效率最高。

图3.当电压大于扬声器额定电压时输出信号失真加剧

驱动陶瓷扬声器对放大器的要求

陶瓷扬声器制造商规定电压取最大值，即14VP-P至15VP-P时声压最大。这样一来，问题就转换成如何在单电源供电时产生这些电压。解决方法之一是用开关稳压器将电池电压升至5V。借助于5V电压，系统设计师可以选择桥接负载（BTL）的单电源放大器。桥接负载能够在扬声器上产生倍压效果。然而，用5V单电源为BTL放大器供电时，输出电压在理论上只有10VP-P摆幅。在该电压下陶瓷扬声器无法输出最高的SPL。为了得到更高的SPL，必须采用更高的电源电压。

另一种做法是采用升压转换器将电池电压调节至5V或更高，这种方案本身也存在问题—即所需器件的尺寸。根据电感电流峰值可以判断总体方案的尺寸，为了保证磁芯不会饱和，电感尺寸必须足够大。市场上也可以找到大电流、小尺寸的电感。但这类电感的磁芯饱和电流额定值可能不足以满足要求，在高频条件下不能提供驱动扬声器所需的高压和大负载电流。

驱动陶瓷元件需要大电流，同时还要避免出现限流。这是由于高频时陶瓷扬声器阻抗非常低。用来驱动陶瓷扬声器的放大器必须有足够大的驱动电流，当大量高频成分进入扬声器时器件不会进入限流模式。

图4为采用MAX9788 G类放大器的应用电路。G类放大器有两个电源电压幅度，高压和低压。当输出信号较小时采用低压供电；当输出信号需要较高的电压摆幅时，将高压切换到输出级供电。由于G类放大器具有低压电源，因此，当输出信号较小时，效率比AB类放大器高。由于具有高压电源，G类放大器可承受瞬态峰值电压。

图4.采用MAX9788的典型陶瓷扬声器应用电路

图4中的MAX9788采用一个片上电荷泵产生与VDD相反的负电源电压。当输出信号需要高压驱动时，负电源电压作用于输出级。MAX9788提供了一种驱动陶瓷扬声器的优化方案，比采用AB类放大器和升压转换器的传统方案更高效。

扬声器制造商通常推荐给陶瓷扬声器串联一个固定电阻（RL）。当信号包含大量高频成分时，用该电阻限制放大器的电流输出。在某些应用中，如果传输到扬声器的音频信号的频率响应带宽受到限制，也可以不使用这个固定电阻。对于放大器来说，使用电阻可确保扬声器不发生短路。

现有的陶瓷扬声器电容约为1µF。图4中扬声器的阻抗在8kHz时为20Ω，在16kHz时为10Ω。未来的陶瓷扬声器可能具有更大电容，使放大器在相同频率能够提供更大的电流。

陶瓷扬声器与动圈式扬声器的效率

传统动圈式扬声器的效率很容易计算。音频线圈绕组可以近似为固定电阻与一个大电感串联。如果已知扬声器电阻，可用欧姆定律计算负载功率（P）： P = I²R，或P = V × I。扬声器的大部分功率被转变成线圈的热量。

由于陶瓷扬声器具有电容特性，因此消耗功率时产生的热量不高。陶瓷扬声器消耗的是“无功”功率。无功功率非常小，与陶瓷器件的损耗因子有关。无功功率产生的热量很少。计算无功功率时不应直接采用公式P = V × I;¹应采用以下公式计算：

P =（πfCV2）×（cosΦ + DF）

其中：

C = 扬声器的容值

V = RMS驱动电压

f = 驱动电压频率

cosΦ = 扬声器电流与电压间的相角

DF = 扬声器损耗因子，DF值很低，取决于信号频率及扬声器的ESR

由于理想的电容器电压和电流之间的相角为90°，并且陶瓷扬声器基本呈容性，cosΦ等于零，因此，陶瓷扬声器模型中的电容部分不会产生任何功耗。陶瓷材料和电介质的自身缺点造成扬声器电压落后于扬声器电流一个相位角，该相位角并非精确等于90°。理想相移（90°）与实际相移之间的微小差别定义为损耗因子（DF）。

陶瓷扬声器的DF可以等效为一个小的等效串联电阻（ESR）与理想电容器串联。不要将串联电阻与放大器和扬声器之间的隔离电阻混淆。DF是所需频率下ESR和容抗的比值：2，3

DF = RESR/XC

举例来说，电容为1.6µF，ESR为1Ω的陶瓷扬声器，由5VRMS、5kHz信号驱动时，无功功率为：

P =（π × 5000 × 1.6e-6 × 52）×（0 + 0.05）= 31.4mW

有功功率

与动圈式扬声器不同的是，虽然陶瓷扬声器本身不消耗有功功率，但是，在驱动放大器输出级以及功放和扬声器之间的外部电阻（RL）（图4）上会产生热量。外部电阻值越大，为放大器分担的耗散功率越大，它以牺牲低频响应特性为代价。

驱动10Ω串联电阻的陶瓷扬声器时，总负载功率中无功功率占的比重并不大。大部分功率耗散在外部电阻上，图5为放大器功率与频率的关系曲线。

图5.无功功率在陶瓷扬声器总负载功率中占的比重很小，主要功率耗散在外部电阻上

为了获得较好的低频响应，应选择小的外部电阻，但会要求放大器输出级耗散更大的功率。放大器的效率决定了放大器输出级功率。为获得大功率放大器，需要采用高效解决方案，如D类和G类放大器。负载端串联一个电阻，可以使功率消耗在负载网络，而不是扬声器。即使放大器效率为100%，功率也会消耗在串联电阻上，而非扬声器上。

以图5为例，5kHz时，提供给负载的总功率为629mW。效率为53%的放大器功耗为558mW。放大器功耗决定了实际器件的封装尺寸，如果必须用高频正弦波驱动陶瓷扬声器，则会消耗大量功率。

结束语

便携式设备的小巧、轻薄设计是推动小型陶瓷扬声器应用需求的主要动力。陶瓷扬声器不同于传统动圈式扬声器，应考虑采用新的设计方案。陶瓷扬声器的电容特性要求放大器具有高输出电压和大输出电流，从而在工作频率范围内保持高压驱动。选择驱动陶瓷扬声器的放大器时，必须能够为复杂负载提供无功功率和有功功率。为了支持小尺寸、低成本方案，要求放大器具有较高的工作效率。为满足以上要求，需要采用与传统AB类放大器不同的拓扑结构。更有效的解决方案，如G类或D类放大器，成为极具吸引力的方案，综合考虑成本、元件数量等指标，G类放大器是能够获得最佳折衷的解决方案。

第二篇：陶瓷扬声器系统的放大器设计的解决方案

陶瓷扬声器系统的放大器设计的解决方案

摘要： 给出了陶瓷扬声器陶瓷扬声器系统的放大器解决方案。

关键词： 音频；陶瓷扬声器；放大器；G类

如今的便携式设备需要更小、更薄、更省电的电子元器件。对于设计小巧的手机，动圈式扬声器成为了制造商能否生产出超薄手机的制约因素。在这一需求的推动下，陶瓷或压电扬声器迅速兴起，成为动圈式扬声器的替代方案。陶瓷扬声器能以超薄、紧凑的封装提供极具竞争力的声压电平(SPL)，具有取代传统的动圈式扬声器的巨大潜力。动圈式扬声器和陶瓷扬声器的区别如表1所示。

驱动陶瓷扬声器的放大器电路具有与驱动传统动圈式扬声器不同的输出驱动要求。陶瓷扬声器的结构要求放大器驱动大电容负载，并在较高的频率下输出更大的电流，同时保持高输出电压。

陶瓷扬声器的特性

陶瓷扬声器的生产工艺与多层陶瓷电容器类似，与动圈式扬声器相比，这种制造技术可以使扬声器厂商更加严格地控制扬声器的容差。严格的容差控制对于权衡扬声器的选择非常重要，也影响着不同生产批次产品音频特性的可重复性。陶瓷扬声器在驱动放大器端的等效阻抗可以近似为主要由一个大电容组成的RLC电路(图1)。在音频频率范围内，陶瓷扬声器通常呈现容性。扬声器的电容特性决定了其阻抗随频率的提高而降低。阻抗有一个谐振点，在这个频点扬声器的发声效率最高。

图1 陶瓷扬声器主要表现为一个大的容性负载

声压与频率及振幅的关系

陶瓷扬声器两端的交流电压导致扬声器内压电薄膜变形和振动；位移量与输入信号的幅度成正比。压电薄膜的振动使周围空气流动，从而发出声音。扬声器电压升高时，压电元件变形加剧，形成更大的声压，从而增加了音量。陶瓷扬声器制造商通常规定了扬声器的最大驱动电压驱动电压，典型值15VP-P。电压最大时陶瓷器件的偏移量达到极限。外加电压大于额定电压时不会导致声压升高，反而增加了输出信号的失真度。

驱动陶瓷扬声器对放大器的要求

陶瓷扬声器制造商规定电压取最大值，即14VP-P~15VP-P时声压最大。这样一来，问题就转换成如何在单电源供电时产生这些电压。解决方法之一是用开关稳压器将电池电压升至5V。借助于5V电压，系统设计师可以选择桥接负载(BTL)的单电源放大器。桥接负载能够在扬声器上产生倍压效果。然而，用5V单电源为BTL放大器供电时，输出电压在理论上只有10VP-P摆幅。在该电压下陶瓷扬声器无法输出最高的SPL。为了得到更高的SPL，必须采用更高的电源电压。

另一种做法是采用升压转换器将电池电压调节至5V或更高，这种方案本身也存在问题 —— 即所需器件的尺寸。根据电感电流峰值可以判断总体方案的尺寸，为了保证磁芯不会饱和，电感尺寸必须足够大。市场上也可以找到大电流、小尺寸的电感。但这类电感的磁芯饱和电流额定值可能不足以满足要求，在高频条件下不能提供驱动扬声器所需的高压和大负载电流。驱动陶瓷元件需要大电流，同时还要避免出现限流。这是由于高频时陶瓷扬声器阻抗非常低。用来驱动陶瓷扬声器的放大器必须有足够大的驱动电流，当大量高频成分进入扬声器时器件不会进入限流模式。

图2 采用MAX9788的典型陶瓷扬声器应用电路

图2为采用MAX9788 G类放大器的应用电路。G类放大器有两个电源电压幅度，高压和低压。当输出信号较小时采用低压供电；当输出信号需要较高的电压摆幅时，将高压切换到输出级供电。由于G类放大器具有低压电源，因此，当输出信号较小时，效率比AB类放大器高。由于具有高压电源，G类放大器可承受瞬态峰值电压。图2中的MAX9788采用一个片上电荷泵产生与VDD相反的负电源电压。当输出信号需要高压驱动时，负电源电压作用于输出级。MAX9788提供了一种驱动陶瓷扬声器的优化方案，比采用AB类放大器和升压转换器的传统方案更高效。扬声器制造商通常推荐给陶瓷扬声器串联一个固定电阻(RL)。当信号包含大量高频成分时，用该电阻限制放大器的电流输出。在某些应用中，如果传输到扬声器的音频信号的频率响应带宽受到限制，也可以不使用这个固定电阻。对于放大器来说，使用电阻可确保扬声器不发生短路。

现有的陶瓷扬声器电容约为1mF。图2中扬声器的阻抗在8kHz时为20W，在16kHz时为10W。未来的陶瓷扬声器可能具有更大电容，使放大器在相同频率能够提供更大的电流。

陶瓷扬声器与动圈式扬声器的效率

传统动圈式扬声器的效率很容易计算。音频线圈绕组可以近似为固定电阻与一个大电感串联。如果已知扬声器电阻，可用欧姆定律计算负载功率(P)： P = I2R，或P = VI。扬声器的大部分功率被转变成线圈的热量。由于陶瓷扬声器具有电容特性，因此消耗功率时产生的热量不高。陶瓷扬声器消耗的是“无功”功率。无功功率无功功率非常小，与陶瓷器件的损耗因子有关。无功功率产生的热量很少。计算无功功率时不应直接采用公式P = V x I；应采用以下公式计算：

p=(pfCV2)(cosj+DF)其中：C=扬声器的容值，V=RMS驱动电压，f=驱动电压频率，cosj=扬声器电流与电压间的相角，DF = 扬声器损耗因子，DF值很低，取决于信号频率及扬声器的ESR。

由于理想的电容器电压和电流之间的相角为90，并且陶瓷扬声器基本呈容性，cosj等于零，因此，陶瓷扬声器模型中的电容部分不会产生任何功耗。陶瓷材料和电介质的自身缺点造成扬声器电压落后于扬声器电流一个相位角，该相位角并非精确等于90o。理想相移(90o)与实际相移之间的微小差别定义为损耗因子(DF)。陶瓷扬声器的DF可以等效为一个小的等效串联电阻串联电阻(ESR)与理想电容器串联。不要将串联电阻与放大器和扬声器之间的隔离电阻混淆。DF是所需频率下ESR和容抗的比值：DF=RESR/XC

举例来说，电容为1.6mF，ESR为1的陶瓷扬声器，由5VRMS、5kHz信号驱动时，无功功率为：

p=(p50001.6e-652)(0+0.05)=31.4mW

有功功率

与动圈式扬声器不同的是，虽然陶瓷扬声器本身不消耗有功功率，但是，在驱动放大器输出级以及功放和扬声器之间的外部电阻外部电阻(RL)(图2)上会产生热量。外部电阻值越大，为放大器分担的耗散功率越大，它以牺牲低频响应特性为代价。驱动10W串联电阻的陶瓷扬声器时，总负载功率中无功功率占的比重并不大。大部分功率耗散在外部电阻上。

为了获得较好的低频响应，应选择小的外部电阻，但会要求放大器输出级耗散更大的功率。放大器的效率决定了放大器输出级功率。为获得大功率放大器，需要采用高效解决方案，如D类和G类放大器。负载端串联一个电阻，可以使功率消耗在负载网络，而不是扬声器。即使放大器效率为100%，功率也会消耗在串联电阻上，而非扬声器上。放大器功耗决定了实际器件的封装尺寸，如果必须用高频正弦波驱动陶瓷扬声器，则会消耗大量功率。

结语

便携式设备的小巧、轻薄设计是推动小型陶瓷扬声器应用需求的主要动力。陶瓷扬声器不同于传统动圈式扬声器，应考虑采用新的设计方案。陶瓷扬声器的电容特性要求放大器具有高输出电压和大输出电流，从而在工作频率范围内保持高压驱动。选择驱动陶瓷扬声器的放大器时，必须能够为复杂负载提供无功功率和有功功率。为了支持小尺寸、低成本方案，要求放大器具有较高的工作效率。为满足以上要求，需要采用与传统AB类放大器不同的拓扑结构。更有效的解决方案，如G类或D类放大器，成为极具吸引力的方案，综合考虑成本、元件数量等指标，G类放大器是能够获得最佳折衷的解决方案。

第三篇：浅谈先进制造技术在手机制造领域的应用

《先进制造技术》大作业

浅谈先进制造技术在手机制造领域的应用

手机作为一种消费级的工业产品，其在现代人们生活中不可或缺的作用日益凸显。由于有了计算机长期及迅猛的发展作为铺垫，与其有异曲同工之妙的手机在其基础上得到了让人惊讶的发展速度。在手机发展之初，它只是作为一种通讯用具而被人们接受，但是现在，日常休闲，网上购物，证券交易，出行旅游，信息检索，它几乎延伸到了人类生活的绝大所数领域。在人们对手机需求急剧上升的年代，生产商不得不使用更尖端的制造技术、设计理念及先进工艺来满足广大消费者多样化的需求。基于这样的现状，先进制造技术被更广泛的采用于手机制造领域。

在现在所风靡的高端机型几款高端机型中，其所用到的先进成型技术及制造工艺虽然远未达到其它机械行业例如航空航天工业所用到的尖端技术层面，但其在外壳成型及表面处理、新型材料应用方面已经站在了现代制造业的前沿，更在消费者所要求的轻、薄、美观方面超出了人们的想象。

在手机的外壳制造方面，应用最多的成型技术就是对金属材料的高精密切削加工和对塑料材质的注塑成型技术。台湾手机品牌HTC是现代手机制造业的一个典范，其手机以精湛的制造工艺，稳定的性能，成为全球最大的手机制造商之一，镁铝合金的外壳是用一整块金属板整体切削得到的，而其坚硬的外表显然不是金属原来的特性，HTC采用了独特的金属陶瓷（ceramic metal）技术，这种先进的微弧氧化（micro-arc oxidation）技术使手机不仅有了坚硬的外表，还具有了一种的陶瓷似的质感。而现在最具影响力的苹果在加工手机外壳时却采用了激光切割技术，这种先进的金

《先进制造技术》大作业

属加工技术使其手机具备了极小的接合缝隙和浑然一体的视觉感受。在高分子材料注塑成型领域，诺基亚明显有了超越其它公司的先进技术，在其最新的lumia系列手机中，大多采用了一种新型的碳酸聚酯高分子材料，喷射注塑而成，这种一体式的注塑工艺让整个手机具有了金属的质感和整体的设计风格。

在早期的手机制造业，所采用的大多为表面磨砂处理来达到防刮伤的能力，而现在，表面复层技术已被广泛的应用于手机制造业，各种复杂的图层技术已经被应用于手机制造业，包括能提供多种颜色的钢琴烤漆，对金属进行表面氧化的硬化技术，复合材料的表面涂层技术。在摩托罗拉的一款新的旗舰级手机上，采用了一种具有耐高温，韧性好，燃烧时无烟、毒，耐腐蚀，防滑等特点的凯夫拉图层，是经过长达四个小时的烘烤将其镀在手机外壳上，这种在军事上广泛应用的防泼水纳米涂层技术，是首次应用于手机制造业，防泼水纳米涂层具有一流的抗液性能，以及防污特性，技术处理过的设备可以延长电池使用寿命并且连续工作，远远胜过未经处理的设备。使用此技术处理过的材料与未经处理的材料相比，可以减少长时间手持情况下颜色的污染，有助于大量浅色设备保持原色。这种技术提升了手机的实用性，以及在恶露环境下工作的稳定性。

随着全球市场一体化的形成，手机制造业的竞争更趋激烈，产品开发的速度和能力已成为市场竞争的实力基础。国内林林立立的手机制造厂商为了能在这激烈的竞争中或得一席之地，反求工程和快速原型制造技术成为了不和或缺的技术。生产厂商凭借反求工程可以快速的将市场上风靡机型的外壳完全复制下来，并且凭借快速原型制造技术将这种外壳快速进入

《先进制造技术》大作业

大规模生产，从而在原版机型进入内地市场之前进入市场。这两种技术在手机制造行业市场竞争中的作用可见一斑。总之，快速成型技术将发展成为一种能被企业普遍采用的技术手段，给企业和社会带来了巨大的经济效益。

华为技术北美交付副总裁的罗德威博士(David D.Lu)说，“从手机制造的方面来说，如果我们比别人先六个月到一年引进一种创新技术或设备，可能就会在产品销售方面领先一步。” 展望未来手机制造行业的发展，更多的先进制造技术将会被应用，模块上的高密组装和微组装工艺技术、选择性焊接技术、创新性手机组装技术、RPRT集成制造系统，这些新近提出的手机制造技术已经被各大制造商重视，并且开始进入研究和试用阶段，相信这些新的制造技术能给手机制造行业带来巨大的变化。

在第七届中国手机制造技术论坛上，着重研究了以下几点对于手机制造方面的问题：

 未来手机新技术应用以其对生产工艺的影响；

 手机制造过程常见问题分析改善；  手机生产工艺及

DFX；

 手机关键制造技术与工艺提升：SMT、焊接、检测、PCB、生产材料、软件管理，等；

 手机生产工艺提升与生产管理案例分析等

国家手机制造业已经对先进制造技术应用于手机制造行业做出了足够的重视，并且身体力行的将其实施于手机制造行业，行业互补的能力既带

《先进制造技术》大作业

动先进制造技术的发展也带给手机制造行业在行业中的竞争力和手机制造工艺的快速发展。

参考文献

1，陈峰，快速原型制造在手机外壳制造中的应用【期刊论文】-轻工机械

2，中国手机制造技术论坛 3，中关村手机论坛

第四篇：压电陶瓷扬声器常见问题及解决措施

压电扬声器认识误区

低音不足：压电陶瓷扬声器特点在于中高频段表现出色，表现在听感上就会出现高频成分凸出，而将低频掩盖掉，听感上就会感觉没有低音；在无腔体的状态下，动圈喇叭的低音表现也不是很好，而且动圈喇叭在极限使用时受腔体影响，音量也有比较大的损失。

额定功率: 压电喇叭为容性器件，是不以额定功率作为考量的，在应用中是以耐压值作为考量依据的。压电音频功放也是以输出电压（Vp-p）表示输出大小。

压电喇叭腔体： 腔体对任何电声器件都是有辅助作用的，压电喇叭也需要腔体，只是对腔体的依赖性没有动圈喇叭大；压电喇叭在小腔体下S.P.L不会有很明显的降低；当然，如果空间允许，音腔做大一些，音量、音效都会更好一些。

功放分类：数码产品使用的小功放其实只有两类：CLASS-AB和CLASS-D；其他的如K类、G类、H类都是在AB类和D类的基础上增加一个升压电路，达到增大功放输出功率的目的。常见设计问题解决

1)声音小

喇叭不良造成 > 措施：更换喇叭

结构问题（如音腔设计不合理、泄露孔过多、声短路、出音孔开孔率过小等）导致声音小 > 措施: 通过调整腔体、出音孔开孔面积等方式解决。

电路问题，又分两种情况：a，输入信号过小导致；b，功放电路工作不正常导致 > 措施：通过实际分析解决，主要从几个方面考虑：a.输入信号大小；b.IC焊接是否ok；c.电路参数是否正常.2)杂音

结构共振杂音，这种是发生最多的。

措施：要找到产生杂音的“元凶”，然后通过固定、隔离等方法解决。

音源本身问题导致的杂音.> 措施: 更换音源解决。

喇叭不良出现杂音。> 措施: 更换喇叭。

电路干扰（底噪、高频干扰等）引起的杂音.措施: 通过调整电路（增加滤波器件）进行吸收，如果干扰或底噪比较严重，无法通过外围电路进行解决，则需告知客户进行改板，优化layout来解决。

3)破音

音源失真引起。措施：降低音源增益或更换音源。

功放失真引起。措施：有两种可能：

a.功放输出过大，这种问题在客户端出现最多，有很多客户为增大音量，将软件增益调的很大，导致功放输出过大，通过调整增益解决。

b.功放工作不正常导致输出失真，需查找问题解决。

喇叭不良引起。措施：更换喇叭解决

4)功放发热

由于压电扬声器所用的功放集成了DC-DC，功放效率会降低，特别是中高频段，热损耗加大，功放会有发热现象（芯片商在着手改善）.现时解决办法：对中高频段进行衰减，降低功放在中高频段的功率输出； layout时在PA周围加大地线进行散热；PA电路部分加屏蔽罩也有利于散热。

发热现象在手机中比较常见，持续长时间播放音乐就会出现发热现象，通过调整可以控制在客户可接受范围。

5)功放上电啪啪声

功放上电出现啪啪声的问题，在功放电路上是很常见的问题，很难彻底解决，目前解决这种问题的方法主要以调整功放上电和使能脚上电的时序来解决，上电时序：codec静音——功放上电——使能脚打开，通过这样的时序调整一般都可以解决啪啪声问题。

6)播放音乐时出现闪屏、水波纹

闪屏问题主要由于供电不足引起；水波纹主要由于干扰引起。

解决办法：功放供电和屏供电不要用同一个LDO端口，避免大电流时屏供电不足引起闪屏；

水波纹主要通过滤波、加大地线分布面积等方法解决。案例综合

客户A，现象：喇叭声音很小。检查电路：功放输出很小，检查分析 后是因为电容和电感用错料，更换后正常。

客户B，调试时音量很小，检查后是因为codec输出的信号为左右声道信号，而客户将左右声道信号按照差分输入方式接入，导致功放输出很小，将输入方式改为单端输入后问题解决。

客户C，样机杂音严重，经查找是因为后壳上与电池盖连接的金属弹片振动敲击电池盖产生杂音，点胶固定后问题解决。

第五篇：设计中的人机关系

设计中的人机关系

一、教材分析：

生活中，我们每个人无时无刻不与身边的物品发生联系。当我们使用这些物品时，物品就与人产生了一种相互的关系。这种相互的关系称为人机关系，人机关系要实现的目标和如何实现合理的人机关系。

二、教学目标：

本节课授课类型是新课授课。针对高中学生的知识水平及年龄特征，确立以下教学目标：（1）、理解人机关系的含义

（2）熟悉人机关系在设计中要实现的目标（3）了解在设计中如何合理运用人机关系。

三、教学重点：

（1）人机关系的概念

（2）人机关系在设计中要实现的目标

四、难点熟悉一些有关技术设计的分析方法方面的相关知识，为今后技术设计的构思打下坚实的基础

五、教法、教具（教学方法）

利用多媒体以案例分析和师生互动交流为主，如果单纯的口头语言讲授很难让学生理解和接受，而直观图片和教具、详实的技术资料的使用可以辅助教师激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性和主动性，降低知识难度，加快节奏，增大课容量，以达到提高教学质量和效率的目的。

六、学生情况分析

通过对第一章“走进技术世界”的学习，学生对技术有了较为深刻和全面地了解，基本形成了对待技术的积极情感和正确使用技术的意识，理解了“技术引人而生，为人服务”的技术理念。在本章的第一节中学生理解了技术与设计的关系，能够分析设计在技术发明和革新中的作用，了解了技术更新对设计产生的重要影响。通过前面相关知识的学习，同学们已经形成了“我要设计”的探究欲望。

七、课时安排：

2课时

八、教材分析：

在前面的一章的学习中，学生通过感悟技术的价值、理解技术的性质、展望技术的未来，逐渐懂得和理解了“技术因人而生、为人服务”的技术理念，但是如何在具体的设计中体现这种技术思想和理念，还是无从下手。“设计中的人机关系” 一节通过对“人机工程学”中人机关系的核心理念进行的逐步分析，使学生知道了什么是人机关系、人机关系要实现的目标是什么、如何实现合理的人机关系，知道了技术如何才能更好地为人服务.教材中指出“我们设计的产品都是从人的需求出发，最终实现为人服务的目的，因此，人机关系也就成为设计活动中必须考虑的核心问题之一”这一句话恰当的点中了我们为什么必须要学习人机关系这一重要问题，使学生在一开始就明白，只有认真地研究和分析人机关系，自己的设计才能更好地为人服务，从而产生“我要学”的愿望和需求

书中从人和物的关系分析入手，逐渐过渡到人的不同部位、不同层面与物的不同部位和不同层面之间的关系分析，使学生在设计分析时能正确地找到要解决问题的根源和着手点。在对人机关系进一步分析的基础上，还要告诉学生，环境也是人机工程学中的重要要素之一。

人机关系即是理念又是方法，它既是技术的价值和技术的性质的延伸又是技术设计构思的前沿，他为学生提供了设计分析的基本思想与方法。对人机关系的分析，最终还是在如何实现合理的人机关系部分落实到了人，落实到了技术为人服务这一最终目的。具体的体现了教材人文引领的独特特色，也为后面的发现问题等内容的继续学习作好了充分的准备。教材中选择的案例十分贴近学生的实际生活，能够使每一个学生在学习时都有话可说，有事可做。

九、教学步骤（过程）

1、复习导入概念

人机关系的概念——人机关系中所指的“机”除了人们通常所说的机器外，还包括各种各样的工具、仪器、仪表、设备、设施、家具、交通车辆以及劳动保护用具等。马上行动：

一、什么是人机关系 A、课本第28页

B、请学生 举例说明自己与周围什么物品构成了人机关系？（就身边的笔、桌凳、衣服、书、水壶、教室等物品回答）

2、分析案例

在人与某个产品构成的人机关系中，往往存在复杂的多方面关系。以开门为例，人走近门，便与门板构成人机关系；人要握住把手，便与门把手构成人机关系；人开门后要通过门，便与门框构成人机关系。人乘电梯到某一楼层去存在着很多方面的人机关系。在乘电梯到某一楼层去的过程中存在哪些方面的人机关系？

马上行动：论人坐在椅子上的时候，人体的一些部位与椅子构成了哪些人机关系。

3、小结：

当人们身处某一环境的时候，这时的人机关系就体现为人与环境的相互关系。在设计中，我们所设计的产品都是从人的需求出发，为人服务的。因此，人机关系也就成为设计活动中必须考虑的核心问题之一。二）、人机关系要实现的目标

人与机之间存在着复杂的关系,我们在设计中考虑人机关系,需要实现哪些目标呢？（1）高效在设计中，应把人和机作为一个整体来考虑，合理或最优地分配人和机的功能，以促进二者的协调，提高人的工作效率。

思考：铁锹作业试验 ”改进了哪些具体的人机关系而使工作效率大大提高 ?（2）健康 是指人在长期操作或使用产品的过程中，产品不会对人造成不良的影响。例如：如果课桌设计不合理，就会使学生处于不恰当的学习姿态，长时间的使用它，不仅使人感到疲劳，还会影响人的身体健康。

（3）舒适——在设计中考虑人体处于自然的状态，操作或使用的姿势能够在人们自然、正常的肢体活动范围之内，从而使人不致过早地产生疲劳。心理上的舒适感受也是人机关系应当考虑的目标。

（4）安全 在设计中考虑人在操作和使用过程中，产品对人的身体不构成生理上伤害.例如：产品与人的接触部分不允许有尖角和锋利的边槽，容易产生危险的地方应进行安全保护的设计，汽车的安全带设计，冲床的安全保护设计，儿童座椅前的护栏设计等。除了这四个目标，人机关系还可以考虑哪些目标？ 备：美观、实用、成本等 三）、如何实现合理的人机关系 如何实现合理的人机关系呢？

首先应该明确设计涉及哪些人机关系。

其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。

在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好以下几个方面的关系。（1）普通人群与特殊人群

结论：大多数产品是为普通人群设计的，设计参照的标准是依据普通人群的数据确定的。但是特殊人群也是社会的重要组成部分，他们往往有着独特的需要。设计时，还应充分地考虑特殊人群的特点和需要。（2）静态的人与动态的人

人们使用产品时处于静态和动态两种状态交替之中，因此，设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸。

为了形成良好的人机关系，不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要让人在使用它时，能够方便施力、有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康、舒适的要求。

（3）人的生理需求与人的心理需求 例如：

a茶座、咖啡厅的设计：

应以暖色调为主，空间要小一些，以营造温馨、宁静的效果 b办公室的设计：

以冷色调为主，空间要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围 c医院的设计： 以蓝色、白色为主，使病人产生平和的心态

设计中的人机关系，不仅要满足人的生理需求，而且要满足人的心理需求，产品的色彩、材质等都会对人的心理产生影响。视觉、听觉、触觉、味觉等都影响人的心理感受，如果能在设计中注意满足人在这些方面的心理需求，就可以将人机关系处理得更好。

3、讨论与分析

在我们的生活中，是不是也有很多类似的情况，并将它们列举出来。

为了形成良好的人机关系，不仅要使产品符合人体静态尺寸，而且要让人在使用它时，能够方便施力、有足够的空间等。这样的设计有利于减少人体疲劳，提高效率，满足健康、舒适的要求。如带显示灯的接线板。你还能想到哪些类似的产品？列举出来。

4、思考：如果汽车的喇叭声换成闪灯会出现什么后果？

选定了信息传递类型后，还要注意设计好信息源。信息源的布置应该符合安全、明确、快速定位的要求，并且要考虑操作流程、重要性、使用频率等方面。

电脑界面越来越人性化，用户只需轻轻点击鼠标，所有的任务就可以在系统提示下完成，操作起来非常简单、方便。例如，当电子邮件都接收完毕时，不仅有文字提示，同时还有声音提示。

想一想，电脑还有哪些操作界面充分考虑了人机关系？

5、阅读

汽车的颜色新西兰的专家们通过调查分析得出，浅颜色的车子看起来非常显眼，因此在车祸高发的。夜晚时段开浅色车子会很安全，而银灰色又是浅颜色中最能避免车祸的，因为这种颜色可以反射灯光，更容易令其他司机注意到。专家表示：“银灰色车遭遇车祸的概率只是其他浅颜色车子的一半。”研究小组还注意到，棕色车子遭遇车祸的概率最高，然后是绿色和灰色车子，而红色、黄色、蓝色车子则相对安全一些。

6、选择日常生活中的某一产品，分析其在人机关系处理上存在的缺陷，提出改进意见，并填写下表。

2.图示的两把剪刀，如果你站在工作台前用它们来裁剪布料，你觉得哪一把使用起来会比较方便、省力、效率高？如果你处于坐姿的状态下，使用它们来剪裁纸张，哪一把用起来会比较方便呢？ 分析其原因。

十、小结：

技术因人而生、为人服务，技术设计的最终目的是为了满足人的需求，达到人机关系的合理化，人机关系是设计时必须考虑的核心问题之一，因此在产品设计中要注意对人机关系的深入研究。人机关系在设计中要实现的目标来源于人的具体需求，它包括高效、健康、舒适和安全等诸多方面。要达到人机关系在设计中要实现的目标，首先应该明确设计涉及哪些人机关系。其次要考虑这些人机关系涉及哪些因素和技术指标。在实现合理的人机关系的设计中，我们还应该注意处理好普通人群与特殊人群的关系、静态的人与动态的人之间的关系、人的生理需求和心理需求之间的关系等。

十一、教学反思

1、一节好课首先要以课程标准为依据，村份利用好教材和教师用书，结合学校和当地的教学资源与学生的实际情况，适当调整教材的内容和添加必要的教学手段，以期收到更好的教学效果，让学生最大的获益。

2、通用技术课程就是要学生更多的亲身体验和感悟。所以课堂上要尽可能多地让学生面对实物进行探究、分析、学习。

3、学生情感态度价值观目标的实现，最好是通过课堂活动来达到。

4、所举案例要尽可能的是发生在学生身边的事例，这样学生才会有亲身的感受。

5，教学方法要层层深入，不断地让学生进行思考练习、再思考再练习，在这种主动学习的过程中使学生的思维得到升华