CN105100999A - 一种双阻抗耳机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耳机喇叭的声学设计，尤其地涉及一种双阻抗耳机。耳机喇叭音圈在制做时，音圈漆包线采用双进双出设计，音圈引线出线方向成水平180度，喇叭为双阻抗。耳机利用开关转换模块将两组音圈切换成并联或串联状态，并联状态时，即音圈为低阻抗，音频信号直接驱动喇叭发声；串联状态时，即音圈为高阻抗，音频信号经音频功放模块放大后，驱动喇叭发声，此时音频信号的信噪比比低阻抗时提高一倍，信号保真度也大大提高。

Description

一种双阻抗耳机

技术领域

本发明涉及耳机喇叭的声学设计，尤其地涉及一种双阻抗耳机。

背景技术

目前，市场上出售的耳机产品阻抗大多集中在16Ω、32Ω，阻抗低，一般的移动音频设备虽然很容易驱动，但是音频信号输出的信噪比低，音乐信号的保真度很差，音频信号的信噪比与输出阻抗是成比关系的，阻抗越低，信噪比也低；阻抗越高，信噪比越高。

根据欧娒定律，音频播放设备在输出信号幅度恒定的前提下，耳机阻抗的大小直接影响喇叭输出声音信号灵敏度的高低。低阻抗时，输出灵敏度高，耳机容易驱动，但是，音频信号输出的信噪比很低，电流声及板底噪声会随着信号一起输出，音乐信号的保真度明显下降；高阻抗时，输出灵敏度低，噪声信号衰减的幅度大，信噪比高，耳机不容易驱动，需要另外配置音频放大器来驱动。Sennheiser的高端耳机产品都是高阻抗的，其中HD-800阻抗为300Ω，在播放音乐时，需要配置一台专用音频放大器来推动耳机，音频信号输出的信噪比非常高，音乐信号的保真度显著提升。但是，笨重的音频放大器不利于携带，不能满足与移动音频设备配套的需要，消费者在外出时不能方便快捷的欣赏到高品质的音乐。

此问题亟需改变。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种双阻抗耳机，其既解决音频信号输出的信噪比低和音质差的难题，又解决耳机产品携带不便利的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：

一种双阻抗耳机，尤其地包括喇叭和用于切换喇叭音圈处于串联或并联状态的开关转换模块。

进一步，所述喇叭音圈由两组音圈漆包线采用双进双出方式绕制而成，第一组音圈漆包线分为第一进线和第一出线，第二组音圈漆包线分为第二进线和第二出线；所述喇叭音圈包括左声道喇叭音圈和右声道喇叭音圈。

进一步，所述开关转换模块采用型号为SSSS2的机械滑动开关。

进一步，所述开关转换模块包括两个机械滑动开关，第一机械滑动开关和第二机械滑动开关均具有四个触点，第一机械滑动开关和左声道喇叭音圈电连接，第二机械滑动开关和右声道喇叭音圈电连接。

进一步，所述第一机械滑动开关的第一触点和左声道喇叭音圈的第一进线连接，第二触点和左声道喇叭音圈的第二进线连接，第三触点和左声道喇叭音圈的第一出线连接，第四触点和左声道喇叭音圈的第二出线连接。

进一步，所述第二机械滑动开关的第一触点和右声道喇叭音圈的第一进线连接，第二触点和右声道喇叭音圈的第二进线连接，第三触点和右声道喇叭音圈的第一出线连接，第四触点和右声道喇叭音圈的第二出线连接。

进一步，所述耳机还包括音频信号输入模块和音频功放模块，音频信号输入模块产生两路左声道音频信号流和两路右声道音频信号流，音频功放模块包括左声道功放模块和右声道功放模块，第一路左声道音频信号流输入左声道功放模块，第二路左声道音频信号流通过第一机械滑动开关输入左声道喇叭音圈；第一路右声道音频信号流输入右声道功放模块，第二路右声道音频信号流通过第二机械滑动开关输入右声道喇叭音圈；左声道功放模块产生第一音频放大信号，右声道功放模块产生第二音频放大信号，第一音频放大信号通过第一机械滑动开关输入左声道喇叭音圈，第二音频放大信号通过第二机械滑动开关输入右声道喇叭音圈。

进一步，所述音频功放模块采用型号为TPA6021A4的音频放大器。

本发明的有益效果是：耳机喇叭音圈在制做时，音圈漆包线采用双进双出设计，音圈引线出线方向成水平180度，喇叭为双阻抗。耳机利用开关转换模块将两组音圈切换成并联或串联状态，并联状态时，即音圈为低阻抗，音频信号直接驱动喇叭发声；串联状态时，即音圈为高阻抗，音频信号经音频功放模块放大后，驱动喇叭发声，此时音频信号的信噪比比低阻抗时提高一倍，信号保真度也大大提高。

附图说明

图1为本实施例耳机的原理结构示意图。

图2为本实施例喇叭的平面结构示意图。

图3为本实施例耳机的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1至3对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

如图1所示，本实施例的双阻抗耳机包括喇叭、开关转换模块、音频信号输入模块和音频功放模块。音频信号输入模块分别与音频功放模块和开关转换模块连接，音频功放模块通过开关转换模块和喇叭连接。

如图2所示，喇叭音圈由两组音圈漆包线采用双进双出方式绕制而成，音圈引线出线方向成水平180度。第一组音圈漆包线分为第一进线和第一出线，第二组音圈漆包线分为第二进线和第二出线。喇叭音圈包括左声道喇叭音圈LY和右声道喇叭音圈RY，如图3所示，因此，本实施例左声道喇叭音圈LY的第一组音圈漆包线分为第一进线LY11和第一出线LY12，第二组音圈漆包线分为第二进线LY21和第二出线LY22。右声道喇叭音圈RY的第一组音圈漆包线分为第一进线RY11和第一出线RY12，第二组音圈漆包线分为第二进线RY21和第二出线RY22。一般音圈绕线时，进线为正极，出线为负极，因此左声道喇叭音圈LY的第一进线LY11和第二进线LY21为正极线，第一出线LY12和第二出线LY22为负极线。同理，右声道喇叭音圈RY的第一进线RY11和第二进线RY21为正极线，第一出线RY12和第二出线RY22为负极线。音圈本身就相当于一个电感，即一个阻抗。此处的开关转换模块切换喇叭音圈处于串联或并联状态是指：

当音圈处于并联状态时，一方面，对于左声道喇叭音圈LY，第一组音圈漆包线的第一进线LY11和第二组音圈漆包线的第二进线LY21并联连接，即正极线和正极线连接，第一组音圈漆包线的第一出线LY12和第二组音圈漆包线的第二出线LY22并联连接，即负极线和负极线连接；另一方面，对于右声道喇叭音圈RY，第一组音圈漆包线的第一进线RY11和第二组音圈漆包线的第二进线RY21并联连接，即正极线和正极线连接，第一组音圈漆包线的第一出线RY12和第二组音圈漆包线的第二出线RY22并联连接，即负极线和负极线连接。

当音圈处于串联状态时，一方面，对于左声道喇叭音圈LY，第一组音圈漆包线的第一进线LY11和第二组音圈漆包线的LY22串联连接，即正极线和负极线连接，第一组音圈漆包线的第一出线LY12和第二组音圈漆包线的第二进线LY21串联连接，即负极线和正极线连接。

根据欧姆定律：串联电阻变大，并联电阻变小。

如图3所示，开关转换模块包括两个机械滑动开关，其中，开关转换模块采用型号为SSSS2的机械滑动开关。第一机械滑动开关S1和第二机械滑动开关S2均具有四个触点，第一机械滑动开关S1和左声道喇叭音圈LY电连接，第二机械滑动开关S2和右声道喇叭音圈RY电连接。具体的，第一机械滑动开关S1的第一触点11和左声道喇叭音圈LY的第一进线LY11连接，第二触点12和左声道喇叭音圈的第二进线LY21连接，第三触点13和左声道喇叭音圈LY的第一出线LY12连接，第四触点14和左声道喇叭音圈LY的第二出线LY22连接。

如图3所示，第二机械滑动开关S2的第一触点21和右声道喇叭音圈RY的第一进线RY11连接，第二触点22和右声道喇叭音圈RY的第二进线RY21连接，第三触点23和右声道喇叭音圈RY的第一出线RY12连接，第四触点24和右声道喇叭音圈RY的第二出线RY22连接。

值得说明的是，这里的开关转换模块主要是将左声道喇叭音圈LY或右声道喇叭音圈RY的音圈切换到串联或者并联状态，虽然本实施例采用机械联动切换的，但是也可以采用电子开关方式将将左声道喇叭音圈LY或右声道喇叭音圈RY的音圈切换到串联或者并联状态。无论采用何种切换开关方式，只要此开关是为了将左声道喇叭音圈LY或右声道喇叭音圈RY的音圈切换到串联或者并联状态，采用此种构思的，都应该理解借鉴了本实施例的启发，因此其都落入本实施例保护范围内。

由图1和3可知，音频信号输入模块100的地端G分别接至第一机械滑动开关S1的第三触点13和第二机械滑动开关S2的第三触点23。音频信号输入模块100产生两路左声道音频信号流L和两路右声道音频信号流R，音频功放模块200包括左声道功放模块PL和右声道功放模块PR，第一路左声道音频信号流输入左声道功放模块PL，第二路左声道音频信号流通过第一机械滑动开关S1输入左声道喇叭音圈LY。具体地，音频信号输入模块100中的左声道信号线分别与左声道功放模块PL和第一机械滑动开关S1的第一触点11连接。第一路右声道音频信号流输入右声道功放模块，第二路右声道音频信号流通过第二机械滑动开关S2输入右声道喇叭音圈RY。具体的，音频信号输入模块100中的右声道信号线分别与右声道功放模块PR和第二机械滑动开关S2的第一触点21连接。左声道功放模块产生第一音频放大信号，右声道功放模块产生第二音频放大信号，第一音频放大信号通过第一机械滑动开关S1输入左声道喇叭音圈LY，第二音频放大信号通过第二机械滑动开关S2输入右声道喇叭音圈RY。其中，音频功放模块采用型号为TPA6021A4的音频放大器。

本实施例的工作原理：

1、开关转换模块将喇叭音圈切换成并联时，第一机械滑动开关S1的第一触点11和第二触点12连接，第三触点13和第四触点14连接，即左声道喇叭音圈LY的第一进线LY11和第二进线LY21连接，第一出线LY12和第二出线LY22连接，左声道信号通过第一触点11和第三触点13输入，进而推动左声道音圈LY发声。

同理可得，第二机械滑动开关S2的第一触点21和第二触点22连接，第三触点23和第四触点24连接，即右声道喇叭音圈RY的第一进线RY11和第二进线RY21连接，第一出线RY12和第二出线RY22连接，右声道信号通过第一触点21和第三触点23输入，进而推动右声道音圈RY发声。

2、开关转换模块将喇叭音圈切换成串联时，第一机械滑动开关S1的第一触点11和第四触点14连接，第二触点12和第三触点13连接，即左声道喇叭音圈LY的第一进线LY11和第二出线LY22连接，第二进线LY21和第一出线LY12连接，左声道信号经过左声道功放模块PL放大之后，通过第二触点12和第三触点13输入，进而推动左声道音圈LY发声。

同理可得，第二机械滑动开关S2的第一触点21和第四触点24连接，第二触点22和第三触点23连接，即右声道喇叭音圈RY的第一进线RY11和第二进线RY22连接，第二进线RY21和第一出线RY12连接，右声道信号经过右声道功放模块PR放大之后，通过第二触点22和第三触点23输入，进而推动右声道音圈RY发声。

综上所述，本实施例耳机采用双阻抗的耳机喇叭单元，耳机喇叭在设计时采用双阻抗，喇叭音圈由两组漆包线引出，并联时是低阻抗，串联时是高阻抗，串联和并联状态设计时采用开关转换，并联时，音频设备直接驱动喇叭发声，串联时，音频信号经耳机上配置的音频功放模块放大处理后再驱动喇叭发声；因此，本发明既解决了音频信号输出的信噪比低和信号保真度不高的问题，又解决了产品携带便利性的问题，满足与音频移动设备配套的需求。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种双阻抗耳机，其特征在于：包括喇叭和用于切换喇叭音圈处于串联或并联状态的开关转换模块。

2.根据权利要求1所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述喇叭音圈由两组音圈漆包线采用双进双出方式绕制而成，第一组音圈漆包线分为第一进线和第一出线，第二组音圈漆包线分为第二进线和第二出线；所述喇叭音圈包括左声道喇叭音圈和右声道喇叭音圈。

3.根据权利要求1所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述开关转换模块采用型号为SSSS2的机械滑动开关。

4.根据权利要求3所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述开关转换模块包括两个机械滑动开关，第一机械滑动开关和第二机械滑动开关均具有四个触点，第一机械滑动开关和左声道喇叭音圈电连接，第二机械滑动开关和右声道喇叭音圈电连接。

5.根据权利要求2或4所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述第一机械滑动开关的第一触点和左声道喇叭音圈的第一进线连接，第二触点和左声道喇叭音圈的第二进线连接，第三触点和左声道喇叭音圈的第一出线连接，第四触点和左声道喇叭音圈的第二出线连接。

6.根据权利要求2或4所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述第二机械滑动开关的第一触点和右声道喇叭音圈的第一进线连接，第二触点和右声道喇叭音圈的第二进线连接，第三触点和右声道喇叭音圈的第一出线连接，第四触点和右声道喇叭音圈的第二出线连接。

7.根据权利要求1所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述耳机还包括音频信号输入模块和音频功放模块，音频信号输入模块产生两路左声道音频信号流和两路右声道音频信号流，音频功放模块包括左声道功放模块和右声道功放模块，第一路左声道音频信号流输入左声道功放模块，第二路左声道音频信号流通过第一机械滑动开关输入左声道喇叭音圈；第一路右声道音频信号流输入右声道功放模块，第二路右声道音频信号流通过第二机械滑动开关输入右声道喇叭音圈；左声道功放模块产生第一音频放大信号，右声道功放模块产生第二音频放大信号，第一音频放大信号通过第一机械滑动开关输入左声道喇叭音圈，第二音频放大信号通过第二机械滑动开关输入右声道喇叭音圈。

8.根据权利要求7所述的一种双阻抗耳机，其特征在于：所述音频功放模块采用型号为TPA6021A4的音频放大器。