隨著便攜式設(shè)備以及通訊網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,耳機(jī)也成為生活中必不可少的工具,不僅可以用來欣賞音樂,信息娛樂,也是通訊中極為重要的設(shè)備。在這樣大的市場(chǎng)需求下,耳機(jī)研發(fā)領(lǐng)域也煥發(fā)出新的活力,其中大部分研究工作都集中在如何針對(duì)不同應(yīng)用優(yōu)化耳機(jī)音質(zhì)。也有越來越多的技術(shù)如無線技術(shù),主動(dòng)降噪技術(shù)等被應(yīng)用于各類耳機(jī),但是對(duì)于耳機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研發(fā)大部分深度不夠,缺乏系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)應(yīng)用,并且公開的資料也比較缺乏,大多數(shù)的耳機(jī)設(shè)計(jì)者都是依賴經(jīng)驗(yàn)來對(duì)耳機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的嘗試改造,耗費(fèi)的原材料多,并且研發(fā)周期長(zhǎng)。因此,本文以密閉式耳罩式耳機(jī)為研究對(duì)象,以力電聲電路為基礎(chǔ),采用理論與仿真分析結(jié)合的方法,考察耳機(jī)的主要構(gòu)成部分對(duì)于輸出頻響曲線的影響,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)用戶界面,嘗試通過簡(jiǎn)單直接的方法得到耳機(jī)的頻響曲線與各個(gè)元件之間的對(duì)應(yīng)規(guī)律,對(duì)耳機(jī)的頻響設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。首先,本文通過力-電-聲類比方法獲得了耳機(jī)的各個(gè)元件與輸出頻響特性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,著重分析了質(zhì)量因子(出聲孔和后泄放孔)對(duì)于輸出頻響曲線的影響規(guī)律。結(jié)果表明,質(zhì)量因子主要體現(xiàn)在對(duì)高頻共振峰位置和大小的影響,一般而言阻抗減小時(shí),高頻越趨于平穩(wěn)。隨后,利用PSPICE電路仿真軟件對(duì)耳機(jī)整機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了理論的分析結(jié)果,并總結(jié)了其他因子如腔體,膜片順性和振動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量等8個(gè)因子對(duì)于耳機(jī)頻響曲線的影響規(guī)律。并且,結(jié)合客觀測(cè)(測(cè)量頻響曲線)與主觀評(píng)價(jià)(心理聲學(xué)實(shí)驗(yàn))的方法,對(duì)耳機(jī)進(jìn)行出聲孔改裝前后的測(cè)量和評(píng)價(jià)對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:出聲孔阻抗改變,對(duì)于耳機(jī)系統(tǒng)的頻響曲線的影響主要體現(xiàn)在對(duì)于高頻共振峰大小的影響,即出聲孔阻抗增大為原來2倍時(shí),高頻共振峰出現(xiàn)約13dB的明顯下降,同時(shí)改變耳機(jī)的頻響曲線會(huì)影響其音質(zhì)效果。最后,將理論分析中所得的耳機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)元件與頻響特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系,作為耳機(jī)頻響曲線的計(jì)算模型,使用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄔO(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單靈活的用戶界面,目前得到了包含8個(gè)影響因子的簡(jiǎn)單計(jì)算界面,并進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,驗(yàn)證了其可行性。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN642;TP391.9
【部分圖文】：

第二章 耳機(jī)結(jié)構(gòu)影響因子的提取和分析表 2-1 中空氣密度3 1 . 2k g /m， 聲速0c 3 4 0m /s，空氣比熱 容比 1.5，510atmosP pascal，從表格中還可以看出對(duì)于 L、R、C 的單位等值有1H = 1Kg/ 4，1Ω = 1Kg/( 4s) ，1F = 1 4 2/Kg。而在仿真時(shí)還需要注意的是，在電學(xué)和力學(xué)的分界面可以看成是一個(gè)回轉(zhuǎn)器（Gyrator），在力學(xué)和聲學(xué)的分界面則要看成一個(gè)理想的變壓器。在耳機(jī)系統(tǒng)重放聲音的過程是從電到力學(xué)再到聲的轉(zhuǎn)換過程。耳罩式耳機(jī)在測(cè)量其性能時(shí)需要測(cè)得能表示戴在人耳上時(shí)的重放音質(zhì)特性，從電路上分析其輸出頻響曲線的特性時(shí)，加上仿真耳電路能更接近真實(shí)測(cè)量情況。此處為了簡(jiǎn)化分析電路，使用了如圖 2-2 所示的簡(jiǎn)化模型，電路圖中沒有給出仿真耳電路，而直接使用單純氣室代替，其等效力勁在圖中等效為 C3。再根據(jù)圖 2-2 所示的原理圖，結(jié)合表2-1 給出的等效原則，可以得到如下圖 2-3 所示的阻抗型聲學(xué)線路圖。

圖 3-3 耳機(jī)負(fù)載分別為單純氣室和仿真耳的輸出對(duì)比圖由圖 3-3 中的兩條曲線對(duì)比可知，兩種負(fù)載情況下的輸出聲壓級(jí)差別不超過 5dB，頻響曲線的變化趨勢(shì)基本相同。但相比之下，加仿真耳負(fù)載的輸出曲線起伏會(huì)更加明顯一些。而仿真耳在中頻段可以比較精確的模擬實(shí)際人耳的傳輸特性，在低頻段，由于實(shí)際人耳與耳墊之間有泄漏，所以低頻段的模擬并不十分準(zhǔn)確，而在高頻段，除人耳與外耳道共振外，人耳與耳機(jī)偶爾所形成的氣室可能會(huì)形成駐波，所以這個(gè)頻段的曲線，在實(shí)際測(cè)量中會(huì)有些難以預(yù)料的峰、谷存在。仿真并不能完全表現(xiàn)這些特性。張婷[16]在頻響曲線與腔體的研究工作中也表明，使用 IEC318 等效電路作為負(fù)載的仿真電路，計(jì)算后所得的結(jié)果更符合耳機(jī)的實(shí)際測(cè)量情況。值得一提的是，利用集中參數(shù)的系統(tǒng)仿真所得到的頻響在 100Hz 到 10kHz 的范圍內(nèi)比較合適。但是在更加高頻的位置，振膜的振動(dòng)方式相對(duì)比較復(fù)雜，也會(huì)導(dǎo)致高頻出現(xiàn)難以預(yù)料的峰、谷，并不適合于集總參數(shù)系統(tǒng)的分析，更多是通過有限元分析的方法進(jìn)

表 3-1 多孔因子阻抗增大的倍數(shù)預(yù)設(shè)原始 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 5aR 2 4 6 8 10M 2 4 6 8 10同樣做一組參數(shù)減小時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)，按照下面的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)：表 3-2 多孔因子阻抗增大的倍數(shù)預(yù)設(shè)原始 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 50.8 0.8 0.4 0.2 0.10.8 0.6 0.4 0.2 0.1（一）改變后泄放孔孔的阻抗（Zb）（1）增大后泄放孔阻抗，經(jīng)仿真計(jì)算得到如圖 3-4 所示的對(duì)比圖：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 馬魯建;奚愛軍;;受話器各部件與頻響曲線之間的關(guān)系[J];電聲技術(shù);2011年04期

2 葛俊;邱小軍;;穿孔板聲阻抗模型研究[J];南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

3 馬魯建;;微型揚(yáng)聲器膜片之加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)[J];電聲技術(shù);2010年02期

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5 馬魯建;奚愛軍;;基于微型揚(yáng)聲器的特性設(shè)計(jì)膜片[J];電聲技術(shù);2008年05期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張婷;耳機(jī)腔體與頻響曲線關(guān)系的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2829117