CN109246523B - 耳机 - Google Patents

Abstract

一种耳机，具有本体与信号处理单元从而能够进行输出，本体具有腔室与设置于腔室内的扬声器，并将腔室定义为前腔室与后腔室，后腔室开设有泄漏孔。其中，扬声器在腔室内输出腔室频响曲线，腔室频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值至少部分大于耳机的目标频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值，使腔室频响曲线与目标频响曲线相对应频段的频响分贝值之间产生增益差值，信号处理单元将频段范围20至1000Hz当中增益差值为正值的频段根据所对应的增益差值进行调降。借此，耳机腔体输出更高的能量，再由信号处理单元将电路的输出能量降低，使电路的功耗下降，但总体的声音能量输出不变，维持耳机输出的声音质量。

Description

耳机

技术领域

本发明涉及电声转换技术，具体涉及一种耳机，具有良好的声音输出质量与较低的输出功率。

背景技术

为了满足消费者聆听音乐的需求，耳机会设定目标频响曲线，并且在进行耳机腔室设计时为尽力符合前述的目标频响曲线，以达成良好的声音输出质量。除此之外，耳机设计的另一项挑战是要提供足够长的使用时间，但是在耳机尺寸与电池容量相当有限的情况下，厂商只能设法提升单体效率或是设法降低电路耗电量。目前普遍的作法是仅就所输入的电子信号进行处理，但这样会牺牲耳机所输出声音的质量，而且降低功耗的效果仍然有限，因此仍有待改良。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种耳机，能够在不影响所输出声音质量的情况下，降低耳机内部电路的功耗。

本发明提供一种耳机，用于输出符合目标频响曲线的音频信号，包括本体，具有腔室与设置于腔室内的扬声器，并将腔室定义为前腔室与后腔室，后腔室开设有泄漏孔；以及信号处理单元，与扬声器电性连接。其中，扬声器在腔室内输出符合腔室频响曲线的音频信号，腔室频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值至少部分大于目标频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值，使腔室频响曲线与目标频响曲线相对应频段的频响分贝值之间产生增益差值，所述信号处理单元将频段范围20至1000Hz当中增益差值为正值的频段根据所对应的增益差值进行调降。

借此，前述耳机腔体设计的腔室频响曲线具有比目标频响曲线更大的频响分贝值，因而能够在不更换扬声器的情况下输出更高的能量，再经由信号处理单元将电路的输出能量降低。如此一来，电路的功耗下降，但总体的声音能量输出不变，不会影响到耳机输出的声音质量。

附图说明

图1为一实施例中的耳机系统框图；

图2为一实施例中的耳机结构剖视图；

图3为一实施例中的频响曲线图；

图4为另一实施例中的耳机系统框图。

其中：

10：本体 11：前盖 12：后盖

13：前腔室 14：后腔室 15：泄漏孔

16：调音件 20：信号处理单元 21：均衡器

22：放大器 R：电阻 C：电容

S：扬声器 C1：腔室频响曲线 C2：目标频响曲线

△G：增益差值 E：均衡曲线

具体实施方式

为具体说明本发明的技术特征与所达成的技术效果，以下搭配图式进行说明，而下文所使用的“前”、“后”等方向性用语是符合本领域技术人员一般理解而进行描述。

请同时参阅图1和图2，本发明所提供的实施例为一种耳机，具有本体10与信号处理单元20。

本体10主要由前盖11与后盖12对接构成，使本体10内部具有腔室以容纳扬声器S，同时扬声器S将腔室区分为前腔室13与后腔室14，后腔室14开设有泄漏孔15以贯通后盖12，且后腔室14内设有调音件16罩设于泄漏孔15，使泄漏孔15可以供气体流通，并提供防尘防水的效果。在本实施例中，泄漏孔15的总通气量比起其他耳机的通气量显得更大，使后腔室14的通气量为扬声器S通气量的80％以上。

在其他适当的情况下，本体10也可以不设置调音件16，进一步提高后腔室14的通气量，使后腔室14的通气量大于或等于扬声器S的通气量。

信号处理单元20具有均衡器21用来接收音源电子信号进行调变，以及放大器22接收来自均衡器21调变后的电子信号进行放大，最后输出至扬声器S进行声音播放。

请参阅图3，由于本体10采用开放结构的后腔室14，通过增加后腔室14的通气量，使得后腔室14的腔室频响曲线C1在中低频的频段范围，也就是频段范围20至1000Hz的频响分贝值能够大幅提升，如图3当中的能量提升区域A所显示。

然而，为了维持用户聆听声音的质量，耳机输出的符合目标频响曲线C2的音频信号在中低频频段范围的频响分贝值均小于腔室频响曲线C1在中低频频段范围的频响分贝值。因此，腔室频响曲线C1与目标频响曲线C2相对应频段的频响分贝值之间产生有增益差值△G(图3所标示为20Hz频段的增益差值)。此时，借由信号处理单元20将频段范围20至1000Hz当中增益差值△G为正值(△G>0)的频段根据各频段所对应的该增益差值△G进行调降，且该目标频响曲线C2与该腔室频响曲线C1在频段范围20至1000Hz的总能量差值(如图3当中的能量提升区域A)至少大于7dB。在本实施例中，均衡器21进行衰减的均衡曲线E显示于图3，使得传送到扬声器S所输出的声音符合目标频响曲线C2。

如此一来，由于后腔室14具有较高的共振能量，因此本实施例的耳机可以将信号处理单元20的输出功耗有效降低。经实际实验测量后发现，相较于传统的耳机腔室设计，本实施例在相同的声音输出情况下(频段范围20至1000Hz)，信号处理单元20所使用的电流大小可以平均降低1毫安(mA)，在电池容量为140毫安小时(mAh)时，能够延长耳机的使用时间约50分钟，也就是相同的使用时间下可以减少电池容量约20毫安小时(mAh)，降低功耗的效果十分显著。

需要补充说明是，在其他的情况下，腔室频响曲线C1在频段范围20至1000Hz的频响分贝值也可能是部分大于目标频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值，就是有部分频段所对应的增益差值△G小于或等于零，那么信号处理单元就只会针对频段范围20至1000Hz当中增益差值为正值的频段进行衰减调变，以达成降低耳机电路功耗的技术效果。

请参阅图4，为另一实施例中的耳机系统框图，主要结构与前述实施例大致相同，主要差异在于：信号处理单元20当中不使用均衡器，而是在放大器22与扬声器S之间设置由电阻R与电容C并联构成的信号处理电路，用来对频段范围20至1000Hz的增益差值进行衰减调变，同样能达成降低耳机功耗的技术效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种耳机，用于输出符合目标频响曲线的音频信号，其特征在于，所述的耳机包括：

本体，具有腔室，所述腔室内设置有扬声器，所述扬声器将所述腔室分隔为前腔室与后腔室，所述后腔室开设有泄漏孔；以及

信号处理单元，与所述扬声器电性连接；

其中，所述扬声器于所述腔室内输出符合腔室频响曲线的音频信号，所述腔室频响曲线不同于目标频响曲线，所述腔室频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值至少部分大于所述目标频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值，使所述腔室频响曲线与所述目标频响曲线相对应频段的频响分贝值之间产生有一增益差值，所述信号处理单元将频段范围20至1000Hz中所述增益差值为正值的频段根据所对应的所述增益差值进行调降；

所述后腔室的通气量大于或等于所述扬声器的通气量。

2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述信号处理单元包括均衡器。

3.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述信号处理单元还包括位于所述均衡器与所述扬声器之间的放大器。

4.根据权利要求1所述的耳机，其中所述信号处理单元为电阻与电容并联构成的信号处理电路。

5.根据权利要求4所述的耳机，其中所述信号处理电路位于放大器与所述扬声器之间。

6.根据权利要求1所述的耳机，其中所述腔室频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值全部大于所述目标频响曲线在频段范围20至1000Hz的频响分贝值。

7.根据权利要求1所述的耳机，其中所述目标频响曲线与所述腔室频响曲线在频段范围20至1000Hz的总能量差值至少大于7dB。

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