CN117395564A - 一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机及信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机及信号处理方法，涉及多动圈耳机技术领域，目的是提升耳机的音频表现力和保真效果，包括第一耳机腔体、第二耳机腔体、多组发声动圈单元组件、导管结构、出音口、泄压口；发声动圈单元组件分别设置在第一耳机腔体和第二耳机腔体内；第一耳机腔体的左面和第二耳机腔体的右面相连，导管结构连通第一耳机腔体和第二耳机腔体；第一耳机腔体和第二耳机腔体上分别设置有泄压口；第二耳机腔体上设置有出音口；本发明具有集成度高、音频失真小和频率响应更优的优点。
Description
技术领域
本发明涉及多动圈耳机技术领域，具体而言，涉及一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机及信号处理方法。
背景技术
动圈单元的技术历史可以追溯到20世纪初。在1937年，拜亚动力率先开发出了全世界第一副动圈式耳机DT48，这被认为是现代商业动圈单元驱动技术的起源。
直到今天，动圈单元耳机仍然是市场上最常见和广泛使用的一种音频驱动技术，具有简单、可靠且经济实惠的特点。然而，传统单动圈单元驱动耳机也有其局限性。由于只有一个动圈单元负责驱动所有频段的声音，难以组合优势频响，低频和高频的表现可能相对较弱。具体缺陷表现为：若是单一动圈单元难以组合优势频响，同时传统的动圈单元所使用的振膜刚性较低容易产生分割振动对整体单元的失真表现产生较大影响；但是传统的混合多种单元（如圈铁结构）由于体积和内部空间的限制，无法采用较大尺寸的动圈单元（相比于传统动圈入耳式耳机所用的动圈单元）这会导致耳机整体动态与频宽较差。此外，使用微型动圈单元与动铁单元会导致整体失真增加这缺点在一些专业音乐制作和高保真音频需求中变得更为明显。
因此亟需对动圈单元耳机进行改进，提升耳机的音频表现力和保真效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机及信号处理方法，其可以提升耳机的音频表现力和保真效果。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
本发明首先提供了一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，包括第一耳机腔体、第二耳机腔体、多组发声动圈单元组件、导管结构、出音口、泄压口；
所述发声动圈单元组件分别设置在所述第一耳机腔体和所述第二耳机腔体内；所述第一耳机腔体的左面和第二耳机腔体的右面相连，所述导管结构连通第一耳机腔体和第二耳机腔体；所述第一耳机腔体和第二耳机腔体上分别设置有泄压口；所述第二耳机腔体上设置有出音口。
优选地，所述发声动圈单元组件包括中高频动圈单元和低频动圈单元；所述中高频动圈单元用于将电信号转换为中高音信号，所述低频动圈单元用于将电信号转换为低音信号；
所述中高频动圈单元设置在所述第二耳机腔体内；所述低频动圈单元设置在所述第一耳机腔体内。
优选地，中高频动圈单元设置在所述第二耳机腔体的中央，将所述第二耳机腔体划为左右两部分，分别为中高音前腔和中高音后腔；
低频动圈单元设置在所述第一耳机腔体的中央，将所述第一耳机腔体划为左右两部分，分别为低音前腔和低音后腔。
优选地，所述泄压口的数量为3个；
第一泄压口设置在所述第一耳机腔体的右面，第二泄压口设置在所述第一耳机腔体的和所述第二耳机腔体的交界处，第三泄压口设置在所述第二耳机腔体的底面的右侧。
优选地，所述出音口处和所述导管结构处分别设置有声阻尼。
优选地，第一声阻尼设置在所述导管结构与所述第一耳机腔体的左面和所述第二耳机腔体的右面的连接处，且所述导管结构位于所述第二耳机腔体内；
第二泄压口和所述出音口处分别设置第二声阻尼和第三声阻尼。
本发明还提供了一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机信号处理方法，应用于以上任意一项所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，包括以下步骤：
接收电信号；
所述电信号在所述第一耳机腔体内通过所述发声动圈单元组件转换为低音信号，所述电信号在所述第二耳机腔体内通过所述发声动圈单元组件转换为中高音信号；
所述低音信号经过所述导管结构处的声阻尼过滤后传送到所述第二耳机腔体，再经过所述出音口处的声阻尼过滤从所述出音口输出；
所述中高音信号经过所述出音口处的声阻尼过滤从所述出音口输出。
优选地，所述第一耳机腔体和所述第二耳机腔体内产生的压力通过所述泄压口排出。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本发明通过极限堆叠组合的结构设计，有效的控制了耳机的整体体积，并在保持较高动态范围的同时有效降低了中高频单元的分割振动；
本发明显著降低了耳机的失真水平，带来出色的频率响应和卓越的聆听体验，与大多数传统的多单元混合式入耳耳机相比，该方案在失真和频宽方面具备更高的性能水平；
本发明的设计下，耳机的腔体和面盖的装配对一致性和精度要求非常高，可以采用高精度的3D打印技术来实现，能够减少生产工序，降低人工成本；
本发明设计合理，装配结构来说并不需要过多的消耗，性能优异，具备很高的性价比，便于实施和推广。
附图说明
图1为本发明提供的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机的结构示意图；
图2为本发明提供的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机的实际应用的实物剖面示意图；
图3为本发明提供的双动圈两分频的多动圈组合式耳机信号处理方法的流程示意图；
图标：1-第一耳机腔体，10-低音前腔，11-低音后腔，2-第二耳机腔体，20-中高音前腔，21-中高音后腔，301-出音口，302-第三声阻尼，303-中高频动圈单元，304-第三泄压口，305-第二声阻尼，306-第二泄压口，307-低频动圈单元，308-第一泄压口，309-第一声阻尼，310-导管结构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
本实施例提供了一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，参阅图1，包括第一耳机腔体1、第二耳机腔体2、多组发声动圈单元组件、导管结构310、出音口301、泄压口；
所述发声动圈单元组件分别设置在所述第一耳机腔体1和所述第二耳机腔体2内；所述第一耳机腔体1的左面和第二耳机腔体2的右面相连，所述导管结构310连通第一耳机腔体1和第二耳机腔体2；所述第一耳机腔体1和第二耳机腔体2上分别设置有泄压口；所述第二耳机腔体2上设置有出音口301。
本实施例中的第一耳机腔体1和第二耳机腔体2作为容纳其余元器件的腔体使用，特别说明的是，具体在组装的时候还会根据实际设计装配面盖等部件以形成一个完整的耳机。一个具体的实际案例可以参阅图2。
在本实施例中，多组发声动圈单元组件作为该动圈式耳机的主要部件来实现多动圈单元组合发声。出音口301则是最终产生音频传达到人耳的发声口。泄压口可以释放耳机的腔体内部的压力。
本实施例在采用了多组发声动圈单元组件，解决了传统单一动圈耳机中难以组合优势频响的缺陷。并且，本实施例还通过极限堆叠组合的结构设计，有效的控制了耳机的整体体积。
实施例2
本实施例基于实施例1的技术方案，对双动圈两分频的多动圈组合式耳机的声学构造做进一步说明。
在本实施例中，所述发声动圈单元组件包括中高频动圈单元303和低频动圈单元307；所述中高频动圈单元303用于将电信号转换为中高音信号，所述低频动圈单元307用于将电信号转换为低音信号；
所述中高频动圈单元303设置在所述第二耳机腔体2内；所述低频动圈单元307设置在所述第一耳机腔体1内。
作为本实施例的优选方案，中高频动圈单元303设置在所述第二耳机腔体2的中央，将所述第二耳机腔体2划为左右两部分，分别为中高音前腔20和中高音后腔21；
低频动圈单元307设置在所述第一耳机腔体1的中央，将所述第一耳机腔体1划为左右两部分，分别为低音前腔10和低音后腔11。
在本实施例中，所述泄压口的数量为3个；
第一泄压口308设置在所述第一耳机腔体1的右面，第二泄压口306设置在所述第一耳机腔体1的和所述第二耳机腔体2的交界处，第三泄压口304设置在所述第二耳机腔体2的底面的右侧。
另外，所述出音口301处和所述导管结构310处分别设置有声阻尼，声阻尼有减振作用；
作为一个优选实施方式，第一声阻尼309设置在所述导管结构310与所述第一耳机腔体1的左面和所述第二耳机腔体2的右面的连接处，且所述导管结构310位于所述第二耳机腔体2内；
第二泄压口306和所述出音口301处分别设置第二声阻尼305和第三声阻尼302。
本实施例中，设置了中高频动圈单元303和低频动圈单元307两种发声动圈单元组件，具体来说，中高频动圈单元303用于将电信号转换为中高音信号，低频动圈单元307用于将电信号转换为低音信号；中高频动圈单元303和低频动圈单元307协同工作，在较高集成度极限堆叠组合的设计下，得以实现在保持较高动态范围的同时有效降低了中高频单元的分割振动。
除此之外，相比其他可以一定程度消除单一动圈耳机发声缺陷问题的传统的混合多种单元（如圈铁结构），本实施例的方案可以采用传统动圈入耳式耳机所用的动圈单元，同时依然是基于较高集成度极限堆叠组合的设计，在集成度高、采用的器件良好的情况下，耳机整体动态与频宽均具备较优异的性能，降低失真。
最后，本实施例的泄压口和声阻尼的具体设计下，可以更好释放声压和削弱振动，进一步保障前面提到过的保持较高动态范围的同时有效降低了中高频单元的分割振动，带来更出色的性能上的频率响应和用户的聆听体验。
因此，在本实施例的耳机设计下，在采用中高频动圈单元303和低频动圈单元307组合的情况下，既消除了传统单一动圈单元的耳机的振膜容易产生分割振动造成较重失真的缺陷，也比其他传统的混合多单元设计的耳机具备更好的发声性能，具体表现为在失真和频宽方面具备更高的性能水平。
实施例3
本实施例提供了一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机信号处理方法，应用于以上任意一项实施例的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，参阅图3，包括以下步骤：
接收电信号；
所述电信号在所述第一耳机腔体1内通过所述发声动圈单元组件转换为低音信号，所述电信号在所述第二耳机腔体2内通过所述发声动圈单元组件转换为中高音信号；
所述低音信号经过所述导管结构310处的声阻尼过滤后传送到所述第二耳机腔体2，再经过所述出音口301处的声阻尼过滤从所述出音口301输出；
所述中高音信号经过所述出音口301处的声阻尼过滤从所述出音口301输出。
在本实施例中，所述第一耳机腔体1和所述第二耳机腔体2内产生的压力通过所述泄压口排出。
在具体的声学结构设计中，可以采取以下方案：
两个发声动圈单元组件分别为中高频动圈单元303和低频动圈单元307。
中高频动圈单元303设置在所述第二耳机腔体2的中央，将所述第二耳机腔体2划为左右两部分，分别为中高音前腔20和中高音后腔21；
低频动圈单元307设置在所述第一耳机腔体1的中央，将所述第一耳机腔体1划为左右两部分，分别为低音前腔10和低音后腔11。
具体地，所述泄压口的数量为3个；
第一泄压口308设置在所述第一耳机腔体1的右面，第二泄压口306设置在所述第一耳机腔体1的和所述第二耳机腔体2的交界处，第三泄压口304设置在所述第二耳机腔体2的底面的右侧。
进一步，所述声阻尼的数量为3个；
第一声阻尼309设置在所述导管结构310与所述第一耳机腔体1的左面和所述第二耳机腔体2的右面的连接处，且所述导管结构310位于所述第二耳机腔体2内；
第二泄压口306和所述出音口301处分别设置第二声阻尼305和第三声阻尼302。
基于以上具体声学结构的设置，信号的具体处理方式如下：
对于第二耳机腔体2的中高频部分的处理方式如下：
第二耳机腔体2内的发声动圈单元组件为中高频动圈单元303，输入电信号后，中高频动圈单元303将信号转换为中高音部分的音频，然后经过出音口301处的第三阻尼过滤后直接从出音口301输出声音。
在泄压等方面，中高音前腔20产生的压力通过导管结构310经过第一声阻尼309控制泄压差后引导到低音前腔10，然后，经过第二泄压口306和第二声阻尼305再次控制泄压差后压力进入中高音后腔21，最后，该压力经第三泄压口304释放。而中高音后腔21产生的压力则可以直接由第三泄压口304进行释放。
另一方面，第一耳机腔体1的低频部分的处理方式如下：
第一耳机腔体1内的发声动圈组件为低频动圈单元307，输入电信号后，经过低频动圈单元307将信号转换为低音部分的声信号，该低音部分的声信号经过第二声阻尼305和第三声阻尼302过滤后通过出音口301输出。
同时，在泄压方面，低音前腔10产生的压力经过第二声阻尼305控制泄压差后通过第二泄压口306进入中高音后腔21，最终由第三泄压口304释放。另一方面，低音后腔11产生的压力则直接通过第一泄压口308释放。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，包括第一耳机腔体(1)、第二耳机腔体(2)、多组发声动圈单元组件、导管结构(310)、出音口(301)、泄压口；
所述发声动圈单元组件分别设置在所述第一耳机腔体(1)和所述第二耳机腔体(2)内；所述第一耳机腔体(1)的左面和第二耳机腔体(2)的右面相连，所述导管结构(310)连通第一耳机腔体(1)和第二耳机腔体(2)；所述第一耳机腔体(1)和第二耳机腔体(2)上分别设置有泄压口；所述第二耳机腔体(2)上设置有出音口(301)。
2.根据权利要求1所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，所述发声动圈单元组件包括中高频动圈单元(303)和低频动圈单元(307)；所述中高频动圈单元(303)用于将电信号转换为中高音信号，所述低频动圈单元(307)用于将电信号转换为低音信号；
所述中高频动圈单元(303)设置在所述第二耳机腔体(2)内；所述低频动圈单元(307)设置在所述第一耳机腔体(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，中高频动圈单元(303)设置在所述第二耳机腔体(2)的中央，将所述第二耳机腔体(2)划为左右两部分，分别为中高音前腔(20)和中高音后腔(21)；
低频动圈单元(307)设置在所述第一耳机腔体(1)的中央，将所述第一耳机腔体(1)划为左右两部分，分别为低音前腔(10)和低音后腔(11)。
4.根据权利要求1所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，所述泄压口的数量为3个；
第一泄压口(308)设置在所述第一耳机腔体(1)的右面，第二泄压口(306)设置在所述第一耳机腔体(1)的和所述第二耳机腔体(2)的交界处，第三泄压口(304)设置在所述第二耳机腔体(2)的底面的右侧。
5.根据权利要求4所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，所述出音口(301)处和所述导管结构(310)处分别设置有声阻尼。
6.根据权利要求5所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，第一声阻尼(309)设置在所述导管结构(310)与所述第一耳机腔体(1)的左面和所述第二耳机腔体(2)的右面的连接处，且所述导管结构(310)位于所述第二耳机腔体(2)内；
第二泄压口(306)和所述出音口(301)处分别设置第二声阻尼(305)和第三声阻尼(302)。
7.一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机信号处理方法，应用于权利要求1-6任意一项所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机，其特征在于，包括以下步骤：
接收电信号；
所述电信号在所述第一耳机腔体(1)内通过所述发声动圈单元组件转换为低音信号，所述电信号在所述第二耳机腔体(2)内通过所述发声动圈单元组件转换为中高音信号；
所述低音信号经过所述导管结构(310)处的声阻尼过滤后传送到所述第二耳机腔体(2)，再经过所述出音口(301)处的声阻尼过滤从所述出音口(301)输出；
所述中高音信号经过所述出音口(301)处的声阻尼过滤从所述出音口(301)输出。
8.根据权利要求7所述的一种双动圈两分频的多动圈组合式耳机信号处理方法，其特征在于，所述第一耳机腔体(1)和所述第二耳机腔体(2)内产生的压力通过所述泄压口排出。
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