Для чего нужен слуховой динамик

Динамик в экране смартфона. Как работают технологии Huawei Acoustic Display и Samsung Sound on Display

Предупреждение: будьте осторожны, данная статья может вызвать когнитивный диссонанс и заставить вас по-другому взглянуть на мир. Во время ее прочтения вы столкнетесь с проблемами философского характера.

Если вас это не испугало, тогда приступим к нашей теме!

Желание производителей убрать все «лишнее» с лицевой стороны смартфона, оставив только один дисплей, порождает много интересных технологий. Вначале появились подэкранные датчики освещения и приближения. Затем подэкранные сканеры отпечатков пальцев стали вытеснять классические (емкостные) датчики.

В какой-то момент, желая избавиться от рамок, Xiaomi начала экспериментировать с разговорным динамиком и установила на Xiaomi Mi Mix пьезокерамический излучатель. Идея оказалась провальной и другие компании продолжили искать возможность избавиться от решетки динамика в верхней рамке смартфона.

И вот, в 2019 году на рынок вышел флагман Huawei P30 Pro без классического разговорного динамика, но с хорошим качеством звука. Технология, используемая в этом смартфоне, получила название Huawei Acoustic Display. Работала она превосходно и Huawei продолжила использовать ее в новых флагманах (например, в линейке Huawei P40).

У других компаний есть похожие разработки: Sound On Display от Samsung и Crystal Sound OLED от компании LG (к примеру, смартфон LG G8 ThinQ). Но каким бы ни было маркетинговое название, принцип их работы один и тот же.

Так откуда берется звук во время телефонных разговоров, если на смартфоне нет разговорного динамика? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вначале вспомнить, что вообще такое звук, откуда он возникает и почему мы его слышим.

Это очень важно понимать, чтобы затем не возникало неверных представлений и ассоциаций, ведущих к заблуждениям, которые сегодня сплошь и рядом встречаются среди практически всех «техноблогеров», включая популярные ресурсы.

Что такое звук, откуда он возникает и почему мы его слышим?

Вы, вероятно, много раз слышали о том, что звук — это что-то вроде волн, возникающих на воде. И даже видели схематическое представление звуковой волны:

Но как представить такую волну в реальности? С водой все понятно — мы все много раз видели, как волны то поднимаются, то опускаются. А что поднимается и опускается в случае со звуком? На самом деле, ничего! И вообще, когда мы говорим о звуке, здесь нет ничего, что напоминало бы движение «вверх-вниз», как на схеме чуть выше.

Звук возникает только тогда, когда есть какая-то вибрация или движение. Хлопнули в ладоши — услышали звук. Струна завибрировала — снова слышим звук. Лопнул шарик и опять звук! Если есть звук, значит, где-то что-то вибрировало или двигалось.

Любое вещество (дерево, метал, воздух) состоит из молекул. Да, воздух — это не пустота, как может показаться некоторым, а газ, состоящий из множества химических элементов. Так вот, чтобы услышать звук, наличие вещества — обязательное условие. Без него звука не будет. Например, на луне (и вообще в космосе) практически нет воздуха. Соответственно, сколько бы вы ни кричали, человек, стоящий рядом с вами, ничего не услышит.

А как же взрывы космических кораблей в голливудских фильмах, от которых сотрясаются стены кинотеатра? На самом деле, это такой же художественный вымысел, как и сами космические корабли, путешествующие со скоростью света.

Но, вернемся к звуку. Мы уже поняли, что для появления звука что-то должно прийти в движение внутри какой-то среды (например, воды).

А теперь представьте, что в воздухе между динамиком смартфона (хлопающими руками или любым другим источником звука) и вашим ухом находится бесчисленное количество молекул. Для удобства изобразим их такими слоями:

Итак, внутри динамика что-то движется (об этом чуть позже) и это механическое движение толкает первый слой воздуха (частицы, находящиеся прямо возле динамика):

Еще проще представить себе эту картину в виде ряда металлических шариков, находящихся на расстоянии сантиметра друг от друга. Когда мы толкаем первый шарик, он катится сантиметр и ударяется о второй шарик, а сам останавливается. Второй шарик, получивший импульс, начинает катиться и ударяет третий шарик, тот — четвертый и так далее. То есть, первый шарик остается примерно на том же месте, где и был, но сам импульс прошелся по всей длине и последний шарик также сдвинулся с места.

Ровно то же происходит и со звуком. Ничего не переносится в воздухе, те частицы воздуха, что находились возле динамика, там и остались, вызвав возмущение рядом находящихся частиц.

Получается, в воздухе создаются перепады давления. Между одними слоями практически нет пространства (то есть, давление возрастает), а между другими, наоборот, появляется много пространства и давление падает. К примеру, на следующей картинке между слоями 1 и 2, а также 3 и 4 возникает высокое давление, а между слоями 2 и 3 — низкое (между остальными слоями — обычное атмосферное давление):

Чем сильнее вы хлопните в ладоши, тем сильнее одни частицы воздуха ударятся о другие и между ними образуется повышенное давление. А значит, звук будет громче.

Чтобы отобразить это изменение давления на бумаге, как раз и используют те самые привычные нам «волны». Если частички воздуха находятся слишком близко друг к другу, то есть, создается высокое давление, условная волна идет вверх. Если же давление между частицами воздуха падает, волна опускается вниз. Вот так просто!

Получается, мы можем легко представить изображенную выше картинку в виде следующей волны:

Вначале давление высокое — волна рисуется вверх, затем давление низкое — волна идет вниз, затем снова высокое, после чего не происходит никакого изменения и волна затухает.

Это давление воздуха доходит до нашего уха и частицы воздуха, что находились внутри слухового прохода, с соответствующей силой ударяют в барабан из тонкой кожи. Вернее, в барабанную перепонку. Отсюда и пошло название этого органа, так как перепонка служит именно «барабаном», в который бьют частицы воздуха с определенной силой.

Эта перепонка передает движение через слуховые косточки в улитку, заполненную жидкостью. А уже внутри улитки движение жидкости превращается в электрические сигналы благодаря специальным волоскам. Эти электрические импульсы наш мозг и интерпретирует как звук:

Вот и весь секрет! И на этом моменте у многих может возникнуть известный философский вопрос — а существует ли звук на самом деле? Ведь, все электрические сигналы в мозгу, возникшие от определенных перепадов давления в воздухе — это не более, чем субъективное переживание. Получается, виолончель в реальности не создает никакого звука, ее струны лишь возмущают рядом находящиеся частички воздуха, а те толкают следующие. Простое движение.

Если бы на необитаемом острове упало дерево, раздался бы там характерный звук? Мы ведь понимаем, что на острове дерево реально изменит свое положение. Оно оставит след на земле, сломает какие-то ветки. Все это произойдет вне зависимости от наличия человека рядом. Но звук? Он-то будет? Нет. Все это происходит в полной тишине, словно в космосе.

На этом моменте кто-то может возразить, ведь, если мы установим камеру и запишем падающее дерево, звук на видео будет! И животные в лесу испугаются падающего дерева. Так и есть. Но, опять-таки, звук — это не объективно существующее явление. В реальности есть только движение молекул, изменение давления воздуха. И это движение не сопровождается звуком. Просто люди и животные так «настроены», чтобы эти перепады давления красиво звучали в голове. Хотя, далеко не все животные слышат так, как мы. У некоторых и вовсе нет ушей в привычном понимании. Они улавливают колебания воздуха, используя другие механизмы. Камера также записывает не звук, а именно безмолвные колебания воздуха.

И еще одно маленькое отступление. Скорость распространения звука зависит от среды. Чем ближе молекулы расположены друг к другу, тем выше скорость звука. В воздухе молекулы находятся гораздо дальше друг от друга, чем молекулы воды, но в твердых телах притяжение между молекулами сильнее и они находятся еще ближе друг к другу:

Соответственно, скорость распространения звука в твердых телах будет самой быстрой, в воде — чуть медленней, а воздухе — самой медленной.

Но вернемся к динамикам!

Как работает классический динамик на смартфоне?

Как мы уже разобрались, для того чтобы смартфон издавал звук, что-то внутри него должно вибрировать или двигаться. На самом деле, так оно и есть. Внутри смартфона установлен динамик. И вы ошиблись, если представили себе что-то вроде динамика наушников:

В действительности динамик смартфона выглядит как прямоугольная металлическая коробочка. Разговорный динамик — маленькая коробочка, основной динамик — покрупнее:

Эта коробочка состоит из нескольких деталей, среди которых нас интересуют лишь 3 основные: диафрагма, катушка и магнит.

Принцип работы очень простой. Внутри коробочки жестко закреплен магнит, а диафрагма может двигаться вперед-назад, тем самым расталкивая молекулы воздуха вокруг себя.

Катушка приклеена к диафрагме. И когда ток проходит через эту катушку, возникает магнитное поле. То есть, катушка превращается в электромагнит. Если ток протекает по часовой стрелке, полярность катушки и неподвижного магнита совпадает, соответственно, катушка отталкивается, двигая приклеенную диафрагму вперед. Когда ток протекает против часовой стрелки, полярность меняется и оба магнита (катушка и магнит) притягиваются, то есть, диафрагма движется в обратную сторону.

Вспомните, как отталкиваются два магнита, если вы прикладываете их одинаковыми полюсами и как они притягиваются, если прикладывать их разными полюсами. Здесь ровно то же. Просто один магнит имеет постоянные полюса, а в качестве второго магнита используется катушка и протекающее по ней электричество, создавая тем самым магнитное поле.

Когда пластинка внутри динамика движется вперед, она толкает частицы воздуха и он сжимается, возникает повышенное давление. А когда пластинка движется назад, она наоборот втягивает частицы и давление падает, воздух получается разреженным. Давление воздуха постоянно колеблется (происходит то сжатие, то разрежение):

Чем больше за одну секунду будет проходить этих колебаний (сжатого и разреженного воздуха), чем выше будет звук (волна получится короткой), чем меньше колебаний, то есть, чем они реже, тем он будет ниже (волна получится длинной). Громкость звука будет зависеть от напряжения, поданного на катушку. Чем сильнее напряжение, тем сильнее пластина будет толкать частицы воздуха, а те, в свою очередь, сильнее будут ударять в нашу барабанную перепонку.

Как работает динамик в экране смартфона?

Важно понимать, что технология Acoustic Display или Sound On Display — это не динамик, спрятанный под экраном. В таком случае, качество звука было бы просто отвратительным, как если бы вы закрыли пальцем отверстие основного динамика.

Здесь принцип работы ровно тот же, что и в классическом динамике, только вместо движущейся пластинки (мембраны) используется стекло смартфона.

Давайте посмотрим, как выглядит этот динамик в реальности:

Магнит намертво приклеен к дисплею с обратной стороны. А катушка в металлическом корпусе размещается над ним сверху и прикручена к металлической раме смартфона. В собранном виде это выглядит так:

Получается, когда ток подается на катушку, магнит и катушка должны либо притягиваться, либо отталкиваться друг от друга. Но так как катушка не может сдвинуться с места (ведь она жестко зафиксирована на металлической раме смартфона), вибрировать начинает магнит, приклеенный к дисплею, соответственно, вибрирует весь дисплей.

Таким образом, роль диафрагмы выполняет сам экран, именно он движется вперед-назад, создавая сжатие и разрежение воздуха. Соответственно, экран не перекрывает звук от динамика, он сам становится динамиком:

Звук получается чистым и громким. В отличие от классического динамика, вам не нужно прикладывать ухо непосредственно к маленькой решетке разговорного динамика. Здесь звучит значительная часть экрана (самый громкий звук исходит непосредственно из той области, где размещен вибрирующий магнит).

В шумном месте слышимость такого динамика гораздо выше, чем классического. Вибрации от стекла передаются на кости черепа и возникает эффект под названием костная проводимость звука.

Более того, если такой смартфон положить на стол стеклом вниз, вибрации от него будут передаваться столу и сам стол превратится в большой динамик. Можно, к примеру, положить смартфон в метре от себя и затем прекрасно слышать собеседника, приложив ухо к столу.

Естественно, увидеть вибрацию стекла невозможно, но почувствовать ее — вполне реально. Во время разговора по телефону, стекло ощутимо вибрирует и чем ближе к магниту — тем сильнее. Ничего подобного не происходит при использовании классического динамика.

В целом, это действительно очень интересная и полезная технология, которая в будущем может полностью вытеснить привычные разговорные динамики.

Алексей, главный редактор Deep-Review (alexeysalo@gmail.com)

P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии.

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Источник

Динамик в телефоне: типы и характеристики

Сегодня – кто владеет информацией, тот владеет миром, поэтому наличием мобильного телефона или другого вида гаджета у пользователя уже никого не удивишь. Такая техника давно перешла из разряда предметов роскоши в разряд предметов первой необходимости. Но наличия только телефона и уровня связи от оператора явно недостаточно, часто встречается ситуация, когда пользователь не слышит собеседника, хрипит динамик или периодически пропадает звук. Это свидетельствует о том, что неисправен.

Производители мобильных телефонов все динамики разделяют на два основных типа:

— Speaker – слуховой и разговорный, необходим для того, чтобы слышать собеседника или информацию, сохраненную на диктофоне. Располагается в верхней части гаджета.

В большинстве моделей гаджетов производители используют динамик для телефона, который совмещает в одну две основные функции, при этом применяют специальный усилитель мощности для воспроизведения различных сигналов и МР3 музыки. В основном, динамики в телефоне предназначены для их использования во время разговора с собеседником. В девайсах, основное предназначение которых – прослушивание музыки, предусмотрен усиленный или дополнительный динамик для мобильного.

Что делать, если динамик неисправен?

Не зависимо от того, какой динамик расположен в телефоне, ему, как и всем остальным составляющим, свойственно ломаться под воздействием различных факторов. Так причиной неисправности может стать элементарное наслоение намагниченных пыльных частиц, которые практически невозможно дочиста удалить с контактов. Не менее опасно и попадание влаги или другой жидкости на динамик, что обязательно спровоцирует коррозию и разрушение контактов, и повреждение шлейфа. Такой динамик для телефона плохо воспроизводит звуки, слышны посторонние звуки, хрипы, возможно полное отсутствие звука. Последнее происходит при обрыве провода от звуковой катушки самого динамика.

Если вы стали замечать неполадки в звучании и работе своего гаджета, для восстановления его функциональности неисправную деталь следует заменить, причем желательно в сервисном центре. В устаревших моделях мобильных практиковалась перестановка динамиков с неисправных аппаратов с более лучшим звуком на рабочие модели с несколько худшим его показателем. Размеры современных гаджетов и толщина их корпуса не позволяют сегодня производить манипуляции подобного рода.

Иногда, если звуковой компонент вполне исправен, но пользователя не устраивает уровень звука, изменить его можно с помощью специальных программ, которые при синхронизации телефона и компьютера позволяют несколько увеличить мощность напряжения, которая позволяет увеличить звук. Также усилить звук поможет графический эквалайзер, который расположен в редакторе аудио-файлов смартфона.

Источник

Разговорный динамик — важная деталь в телефоне

На что вы обращаете внимание, выбирая мобильный телефон? Цвет, форма корпуса, разрешение экрана, удобный интерфейс? Да, это все важно. Телефон должен нравится вам внешне и быть удобным для пользования. Иначе никакого удовольствия от его приобретения вы не получите.

Но мало кто обращает внимание на не менее важную деталь. При покупке она не очевидна, но в дальнейшем может испортить вам положительные впечатления от приобретения нового телефона. Эта деталь — разговорный динамик. Что в нем может быть не так?

Как бы ни усложнялись мобильные устройства, сочетая в себе всевозможные функции (читайте об этом ЗДЕСЬ), мобильный телефон прежде всего остается средством связи. Главное его назначение — совершать звонки. И если во время переговоров вы замечаете, что ужасно плохо слышите собеседника, то никакой Андроид с кучей приложений не поможет вам получать наслаждение от общения по телефону.

Проблема тихого разговорного динамика довольно распространена. На различных форумах пользователи жалуются, что слышимость при разговоре очень плохая. При этом помех не наблюдается, просто голос в трубке приглушенный. Естественно, проблема тут не в сбое связи, а в самом телефоне и его динамике.

Если поначалу все было нормально, а с течением времени вы стали замечать, что плохо слышите человека на другом конце линии, то здесь могут помочь следующие меры:

Поэтому дам вам хороший совет: при покупке нового мобильного телефона обязательно проверяйте разговорный динамик. Как это сделать? Попросите продавца вставить вашу сим-карту в телефон и после этого сделайте звонок кому-либо из знакомых. Желательно, чтобы в том месте, откуда вы будете звонить, было шумно. Если нет, то убавьте громкость динамика хотя бы наполовину.

Нормально слышно? Голос четкий, не фонит? Не создается впечатление, что звук идет как будто из ямы? Если с этим все в порядке, то считайте, что первое полевое испытание телефон прошел.

Не пренебрегайте этим советом. Проверьте все заранее Иначе потом будет поздно жаловаться на плохую слышимость.

Источник

Как устроена акустика в смартфонах? РАЗБОР

С вероятностью в 70 процентов вы читаете этот материал на смартфоне. Многие делают это не в наушниках, а через динамики своего устройства. Но при этом почему-то мы этому уделяем мало внимания. Есть — и хорошо. Стерео — вообще класс. А на самом деле это очень важно.

Статистика просмотров нашего YouTube-канала по типу устройств

Наверняка вы знаете, что телефоны звучат совершенно по разному. Где-то плоский и невыразительный звук, а где-то объемный и приятный.

Сегодня мы сравним звук на кнопочной звонилке, бюджетнике, iPhone и топовой акустике. А заодно разберемся почему они звучат по разному? Чтобы ответить на этот вопрос нам придётся разобраться, в том:

Обо всём этом мы и расскажем сегодня! Как вы поняли, сегодня мы будем много слушать, так что лучше смотреть наше видео в наушниках. Хотя и без них вы почувствуете разницу. Надеюсь. Что ж, приятного просмотра, то есть прослушивания.

Начнём с того, что реализовать хорошую акустику в таком маленьком корпусе чрезвычайно сложно. Потому что, для воспроизведения басов нужен динамик большого размера. И естественно многие производители не заморачиваются. Поэтому мы условно можем разделить все смартфоны на две категории: с простой акустической схемой и со сложной.

Простая акустика

Начнём с самого простого варианта. Сейчас так уже не делают, а еще лет пять назад делали постоянно. Поэтому сначала заглянем внутрь какого-нибудь старого смартфона, например Samsung Galaxy S5.

Вы наверно уже не помните, но тогда в порядке вещей считалось… расположить динамик на спинке смартфона.

Идея была простая. Дниамик большой, боком его не повернёшь. Поэтому единственным вариантом было расположить динамик — мембраной наружу, насколько это возможно. Поэтому динамики, как правило располагали, на задней стенке.

Именно такая конструкция стоит в телефоне Nokia 8110, который нам известен также как «банан». И он играет у нас в ролике: не забудьте сравнить с оригиналом!

Но была и компания HTC, которые ввели в моду на фронтальные стереодинамики (в смартфоне HTC One M7 и последующих). Вот так они, кстати, выглядели.

Такая прямолинейная компоновка давала свои плоды, но были и минусы. Когда мембрана динамика движется, она толкает воздух и тем самым создает звуковые волны спереди. Но мембрана движется не только вперёд, но и назад! А занчит такие же волны создаются и сзади, причем в противофазе. И это огромная проблема!

В акустике она известна давно. Именно поэтому и существует масса различных дизайнов колонок, каждый со своими плюсами и минусами. Только посмотрите на эти дизайны.

Так вот, если в корпусе смартфона передние и обратные волны не отделены друг от друга, мало того что происходит потеря мощности, из-за того что волны разной фазы гасят друг друга. Так еще и появляются нежелательные призвуки и дребезжания.

И это еще полбеды. Мода на безграмотность вынудила производителей пихать динамики поглубже в корпус и мы стали слышать не прямой дребезжащий звук, а переотраженный. Плюс дополнительные прокладки от воды и пыли стали дополнительно глушить звук.

Сложная акустика

И прежде, чем перейдем к сложной акустике — такой как в Xiaomi Mi 10 Pro, например. Спасибо магазину Sibdroid.ru. Ребята достали для нас этот смартфон. Это крутой магазин, с точками в Москве, Новосибирске и доставкой по всей России. Интересный выбор. А по промокоду Droider скидки на телефоны и ноутбуки. Плюс бесплатная наклейка защитного стекла или гидрогелевой пленки — кстати? тоже интересная тема. В общем, переходите по ссылке, если хотите смарт с хорошим звуком!

Так почему же тогда современные смартфоны звучат не хуже, чем раньше, а как правило с каждым годом лучше?

Перейдем к сложной акустической схеме. Вы наверное замечали, что в помещении и на улице телефон звучит по-разному. Стоит выйти на улицу и звук куда-то улетучивается. А если перейти из большого помещения в маленькое, то звук наоборот становится заметно громче. Почему так происходит?

Дело в том, что в помещении звуковой волне есть от чего переотразиться ну или срезонировать. Любое ограниченное пустое пространство может быть резонатором. Это может быть стакан, корпус гитары и даже целая комната.

Так что же придумали инженеры? Они решили поместить динамик внутри смартфона в свою отдельную комнату-резонатор!

Поэтому если раньше динамики в смартфонах выглядели вот так:

То теперь… А впрочем, сможете сами найти динамик вот на этом фото? Это, кстати, Pixel 4 XL.

Вот он. Это основной динамик.

А вот это разговорный!

Не находите, что техника стала немного сложнее?

Так вот, в лучших по звучанию смартфонах, драйверы динамиков устанавливаются внутри коробки или корпуса. Чем больше корпус, тем более эффективной будет акустическая система. Если места под динамик выделили мало, то звук будет гаситься из-за противодавления, вызванного движущейся мембраной, толкающей и притягивающей крошечный объём воздуха в корпусе. Поэтому в хорошо звучащих моделях динамик это чуть ли не самая большая деталь в корпусе.

Еще одним нововведением стали шарики. Если смотрели ролики JerryRigEverything, вы могли их заметить. Их помещают рядом с коробкой, в которой играет динамик. Есть две легенды зачем они нужны.

Джерри в своих роликах утверждает, что эти шарики увеличивают объём звука — как будто динамик больше чем он есть на самом деле. Это происходит за счет дополнительного перемещения воздуха внутри резервуара с шариками.

Мы склоняемся ко второй трактовке: эти шарики гасят лишние вибрации, от корпуса динамика.

Стоит признать заслуги Apple в продвижении качественного звука в телефонах. Помещать динамик в отдельный короб они начали делать еще в iPhone 4S, а остальные производители подтянулись сильно позже.

Сравниваем звук и акустику

Теперь, зная основы, давайте посмотрим какие устройства мы слушали. Помимо Nokia 8110 это iPhone 11 Pro и Xiaomi Mi 10 Pro — как один из лучших в плане акустики, и бюджетник Samsung Galaxy A51.

В iPhone 11 Pro стоят стереодинамики и они довольно громкие. А для примера в Samsung Galaxy A51 динамики выглядят вот так:

Мы послушали все смартфоны и все они звучат по-разному. Субъективно нам может больше нравится то или иное звучание. Но можем ли мы научно подтвердить что тут звук лучше, а тут хуже? Можем! И для этого нам понадобится измерить АЧХ. То есть амплитудно-частотная характеристика звукового сигнала.

Не пугайтесь, щас всё объясним!

Вот, например, АЧХ iPhone 11 Pro. Этот график показывает наско громко iPhone воспроизводит низкие и высокие звуки. Чем ближе результат горизонтальной линии, тем лучше. Т.е. идеальная АЧХ — это ровная линия.

Если у вас натренированные уши, вы наверное заметили, что у iPhone в нашем видео басов больше, чем у бюджетного Samsung и тем более Нокии. И это видно на графике.

Но сравнивать АЧХ на одной музыкальной композиции не очень правильно, потому что у нее есть свои особенности. Поэтому мы замерили АЧХ на белом шуме. И вот что получилось! Мы увидели подение в районе 300 Гц на Galaxy A51 — это та самая нехватка басов. Чтобы было заметней, мы послушали этот частотный диапазон изолировано.

На Nokia падение низких еще заметней. Отсюда и узнаваемый писклявый звук. Обратите внимание, что с высокими здесь все в порядке, потому что для них много места не нужно.

И теперь самое интересное. Чем же отличается хороший звук iPhone от классного в Mi 10 Pro? Тут есть два отличия. Во-первых, в Xiaomi больше низких. Смотрим на график — все так.

Смотрим на пики в районе 300 и 500 Герц. Но самое интересное — Mi 10 Pro дает чистые высокия частоты около 16-18 КГц, это граница слышимого нами порога. И это тоже видно на графике. За счет неё, звук получается более чистым, объемным и ярким. И разборчивым! Это в основном заметно для ударных и тарелок.

Xiaomi Mi 10 Pro. Вау! Xiaomi на голову круче по звуку чем iPhone. Но как такое возможно? Конструкция с дополнительным коробом для динамика занимает очень много места. Поэтому, как правило один царский динамик ставят только снизу, а вверху ставится голая пищалка.

Иногда, как в случае с Pixel 4, наверх попадает тоже массивная конструкция. Хотя нижний динамик на Pixel 4 всё равно больше чем верхний.

В Xiaomi пошли ва-банк и умудрились разместить одинаковые по размеру динамики сверху и снизу. А значит в Xiaomi мы получили настоящий стерео звук.

Ну и теперь главный вопрос вечера — кто громче всех. И тут всё неочевидно. Для этого я замерил среднюю громкость трека. И знаете, что получилось?

На графике мы заметили, что басы звучат тише чем нужно, а высокие частоты наоборот зашкаливают. Тем не менее, такая АЧХ для телефона — это очень хорошо. iPhone исторически одни из лучших девайсов по звуку из динамиков. Чтобы убедиться в этом мы взяли АЧХ Pocophone. Тут видно что низкие частоты в Pocophone практически отсутствуют, а высокие наоборот еще более задранны чем на iPhone 11 Pro. На этом фоне АЧХ Xiaomi Mi 10 Pro выглядит не очень внушительно. Явно меньше низких частот.

Странно, что субъективно Xiaomi звучит лучше остальных смартфонов. Но почему по АЧХ этого не видно?

Программные улучшайзеры

Иногда такие мелкие недочеты в звуке можно исправить благодаря программным улучшайзерам типа эквалайзеров или технологий объемного звучания, как например Dolby Atmos. Но стоит быть аккуратным, если переборщить с эффектами динамик может перегореть или просто порваться из-за превышения максимальной амплитуды.

Итоги

В итоге, естественно не всё зависит от акустики. Важно и качество комплектующих, материалы диффузора, оплётки динамика и прочее. Очень важно насколько грамотно спроектирован усилитель и подстроен системный эквалайзер. Но в конечном итоге, ничто так сильно не влияет на звук как акустика.

Надеемся вам было интересно узнать про акустику в смартфонах. Пишите в комментариях, что еще вам было бы интересно узнать про звук в смартфонах. Тут еще есть о чём поговорить. Обработка, звук в наушниках, что такое Долби атмос и тд. Ну и подписывайтесь, чтобы не пропускать такие подробные разборы технологий.

Post Scriptum

Во времена фильма «Бумер» динамики в телефонах хорошо умели делать только две вещи: пищать и громко орать. Это всех устраивало. Ну а что, рингтон слышно, да и по громкой связи тоже можно поговорить. Но почему звук был такой ужасный? Чтобы понять почему телефоны давайте заглянем внутрь телефона того времени.

Ставился динамик открытого типа. Раньше такие чаще всего и ставили за исключением специальных телефонов типа ROKR. Как устроен динамик? Типичный динамик еще называют электромагнитным излучателем. И вот почему: в типичном динамике есть два магнита. Один стоит сзади, другой расположен на мембране. К магниту сзади подключается переменный ток. А под воздействием переменного тока возникает магнитное поле. Притягивающее мембрану. Так мембрана начинает двигаться туда-сюда толкая молекулы воздуха. Иными словами создавая звуковую волну.

Не изолируя динамик от остальной части внутренней громкости, вы подвергаете динамик потерям, вызванным утечками воздуха в корпусе, а также повышаете вероятность нежелательных гудений и дребезжания.

Создав дополнительный корпус позади динамика, вы можете сбалансировать параметры Thiele / Small динамика (электрические и механические потери) с параметрами корпуса, чтобы оптимизировать низкочастотный отклик динамика.

Когда диафрагма динамика движется для создания звука, она создает звуковые волны спереди. Тем не менее, он также создает звуковые волны противоположной фазы в спине. Если передние волны не отделены от обратных волн, их можно отменить. Вот почему драйверы динамиков устанавливаются внутри коробки или корпуса; корпус гарантирует, что задние волны не нейтрализуют фронтальные волны. Фактический размер и форма коробки обычно определяются форм-фактором конечного продукта. Чем меньше корпус, тем менее эффективной будет акустическая система из-за противодавления, вызванного движущейся диафрагмой, толкающей и притягивающей крошечный объем воздуха в корпусе.

Все громкоговорители имеют максимальную номинальную мощность, предел которой определяется двумя ключевыми соображениями: тепловым (насколько звуковая катушка может нагреваться до расплавления частей микродинамического устройства) и механическим (насколько далеко диафрагма может двигаться до механического разрушения). По мере уменьшения громкоговорителей их громкость или уровень звукового давления (SPL) снижаются, а резонансная частота повышается, что приводит к уменьшению низких частот. Более сильное движение этих динамиков может увеличить громкость и низкие частоты; однако этот подход, если он осуществляется без надлежащей защиты динамиков, может легко повредить микродинамики, так как он вызывает перегрев и чрезмерное отклонение.

Для надлежащей защиты динамика алгоритм в усилителе, который повышает громкость аудиосигналов, должен знать характеристики динамика (например, резонансная частота в его корпусе, предел отклонения и тепловой предел звуковой катушки). Разработчики, придерживающиеся традиционного подхода, должны будут подвергаться трудоемким, сложным усилиям по характеристике докладчиков или полагаться на поставщиков. При рассмотрении нескольких проектов с разными докладчиками можно представить себе, как эти усилия могут негативно повлиять на время выхода на рынок, с увеличением сложности проектирования и увеличением требуемых ресурсов проектирования.

Источник