噪音这件事其实和投影上的对焦、梯形校正功能类似,很多用户买投影前都会忽略掉它们的重要性,但是买后会发现,它们往往是最影响自己体验的一部分。而相较于对焦、梯形校正,噪音则更容易在购买前被用户忽略。我们之前做过一次小调查就发现,往往第二次购买投影的消费者,他们在选购投影时,对于投影工作时的噪音表现都会更加关注和重视。
前阵子我回答了一篇关于投影散热风扇的问题,里面讲到了投影散热的一些内容,就有朋友希望我可以全面聊一聊投影噪音这件事,刚好很多人可能都没有真正了解过我们极米H3上的"沙蜥散热系统",也借这个机会讲讲我们研发同学们在这上面的心血。
噪音从何而来?为什么家用投影散热更难?既然聊噪音,肯定要先了解噪音是从何而来,通常来讲我们会把噪音分为气动噪音、电磁噪音两类。气动噪音主要来源于我们投影内散热风扇搅动空气时,空气流动以及物体与空气摩擦产生的噪音等;电磁噪音则来自投影内主板上元器件的工作噪音,一些低质不那么讲究的投影可以明显听到的电流声就是电磁噪音,如果没有听过,可以在安静的环境听一听手机充电器在充电时的噪音,那个声音就是电磁噪音。
看到这里是不是觉得投影噪音这件事好像也并不复杂?既然就这两种噪音,针对性解决不就好了,比如增加机身体积,让机身内的风道畅通无阻,减少气动噪音。其实非也,家用投影独特的应用场景,使得它的体积注定不能太大,而对于美感有更高要求的厂商来说,ID的设计也会大大增加投影散热设计以及噪音控制的难度。比如我们推出的极米H3,为了照顾极米H3的美感,ID部门对机身表面的开孔率有着极高的要求,这也就意味着极米H3不但体积不允许大幅增加,其散热的出风口以及进风口都要受到ID设计的大幅限制。同时,极米H3亮度的提升却又大幅提高了散热的要求,这可以说是让负责极米H3散热设计和噪音控制同事们的工作难度雪上加霜。
人力物力财力砸出来的"沙蜥散热系统"通常针对电磁噪音,我们都会在源头避免它的发生,比如在器件的采购时,我们都会选择质量更好的元器件,而对本就容易产生电磁噪音的部件,我们则会在设计初期对它的位置布局更加考究,最大程度降低电磁噪音的出现。不过这只是万里长征的第一步,投影的光源、SoC、主板、DMD芯片等都会产生大量的热量,而且每一处对散热的需求又各不相同,最简单的散热做法就是不同的位置放置不同的风扇来进行散热,但是这样不但会增加机身的体积,同时多个风扇也会造成气动噪音的叠加。
极米H3是第一款采用了"沙蜥散热系统"的极米投影产品,它针对投影内不同器件对温度需求不同的特点,采用了分离式的导热方式,从而实现更精准的控温,比如光机内红色LED光源相对于绿、蓝两个LED光源要"娇气"很多,温度过高会影响到它的亮度,而红色LED光源对于投影整机的亮度又是影响最大的,所以"沙蜥散热系统"会针对红色LED光源进行独立的导热,和绿、蓝LED光源的导热方式分离开来,最终将各部分的热量统一导入到指定的风道上,由散热风扇将热量带到机身外。"沙蜥散热系统"不但避免了多风扇带来的噪音叠加,也更好的控制了机身的体积,同时满足了高亮投影的散热要求。
不过问题又来了,单风扇如何在低转速下保证高风压、大风量(高转速会拉高噪音)?在上一篇散热风扇相关问题的回答当中,我其实已经给出了答案,在没有通用型离心风扇可选的情况下,我们为极米H3定制了专用的散热风扇。
扇叶材质、形状以及表面的纹理都是影响风扇风量以及工作噪音的关键,为了定制出最佳的散热风扇。工程师们通过专业仪器进行了大量的散热仿生实验以及上百次的数据测试分析,才有了我们今天在极米H3上看到的这个13038超大的离心风扇,它可以在低转速下带来足够的风量,并且有效的降低了扇叶与空气摩擦产生的气动噪音。(PS:13038离心风扇指出风口宽度130mm,厚度38mm,笔记本电脑多采用6015或更小的尺寸,投影多采用80XX或90XX的风扇)
超行业的严苛标准在我们出现之前,其实市场并没有家用投影这个产品形态的概念,家用投影该做成什么样也没有人知道。唯一可以作为产品参考的就是中华人民共和国电子行业标准给出的数字投影机通用规范,当中对于投影噪音其实也有明确规定,投影机正常工作时,距离投影机1m处的噪声应不高于55dB。讲真如果按照这个要求,其实我们的工程师也就不需要那么大费周章的搞出来一个"沙蜥散热系统"了,随随便便加几个风扇,拉高转速,就可以轻轻松松的达到这一标准。
但是家用投影不同于传统投影,传统投影多用于办公室、会议室、教室等开阔的场所,即使少部分定位家用的传统投影,使用时也多采用吊装的方式,噪音往往并不会有太明显的察觉。而家用投影只有极少数用户采用吊装,多数用户都会选择床头柜、茶几、边几摆放来进行投影使用,往往离人更近,更容易被察觉。
为此我们内部其实是制定了远超行业的噪音测试标准的。一般来说行业内在进行噪音测试时,只会对投影的单面噪音进行测试,比如远离投影出风口的正面噪音达标即可,或者是测试投影多个面的噪音求出平均值,平均值达标即可。
而我们极米的所有投影均要进行五面的噪音测试,并且是以噪音最高的一个面来判定是否达标合格。极米君个人认为最可怕的是噪音的测试达标线并不是我国数字投影机通用规范的"距离投影机1m处的噪声应不高于55dB",而是我们内部制定的"距离投影机30公分处的噪声应不高于38dB",所以也就造就了极米H3距离1m处噪音仅有28dB的安静表现。这样的标准虽然给工程师们造成了极大的工作难度,但是仔细想一下家用投影的使用场景,这样超行业的严苛标准也就不意外了。
更高的自我要求如果你认为噪音测试达标,我们负责噪音控制的工程师工作就算结束了,那你就太年轻了。人耳听力上并不是所有频率都是平均的,即使是同样的噪音大小,由于频率不同,人耳听到的感觉也是完全不一样的,比如戴森吹风机的噪音实际和普通吹风机是一样的,但是我们听起来它的噪音就会感觉更小一些,这主要是因为戴森针对人耳听力敏感频率噪音进行了抑制。
通常来说,1kHz以下,越低的频率需要越大的响度才能让人耳感知的声音一样大;2kHz~5kHz之间为人耳最敏感的区域,而且人耳在低音量时比起高音量时对此区域敏感;1kHz~2 KHz间人耳对音量的敏感度会稍差些;6kHz以上,人耳的敏感度会逐步下降,但比起低频率来说,音量大小对人耳低频的敏感度影响高于5kHz以上频率。整体来说,人耳对于中频的敏感度较佳,高低频在音量小时,人耳较不灵敏,但随着音量变大,人耳对各频率的反应差异性就慢慢变小了。
虽然人耳的听力约是从20Hz~20kHz,但是多数人听力可能都没那么好,听力会随着年龄的增长而慢慢变差,同时不同人的听力也有所不同,所以在噪音测试达标之后,我们的产品还需要经历不同年龄段人群的主观噪音测试,从而评定一款产品的噪音是否最终达标。如果主观噪音测试未达标,则需要根据需要噪音中人耳比较敏感的特定频率进行抑制。工程师会通过多通道噪声分析仪在我们的半消音实验室里对噪音的频段进行分析,从而找到人耳敏感频率进行抑制。
关于投影噪音这件事,虽然很多人初次接触投影都不会关注和考虑到它,但是不得不承认的,使用中投影的噪音对观影体验会有很大的影响,而且噪音每一分贝的增加并不是完全线性的,1dB的差异在听感上就会有很大的差别。极米君不敢说我们做的是最好的,但是在噪音这个问题上我们一定是投入人力、物力最多的,目的就是希望极米每一个用户都可以有一个静谧的观影体验。
最后感谢大家花费时间观看极米君的长文,欢迎大家点赞、评论、分享,我们下次再见。
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