微音响的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种音响一一具体说是一种介于传统音箱与耳机之间的新型音响系统。
【背景技术】
[0002]音响一般包括音箱型与耳机型一一音箱为“远声场”或“近声场”聆听，耳机为“超近声场”聆听。音响与耳朵距离小，则声辐射效率高(声波衰减小)，频响范围大/失真小，故耳机比音箱音质更好，而功率可以更小一一但容易导致对于听觉系统健康的损害。
[0003]微型音响是近年来随着“新媒体”移动终端(智能手机/平板电脑等)发展逐渐兴起的一一虽然并不H1-Fi，却以其小巧/时尚的外观，便捷/灵活的功能深受消费者喜爱，其优势不在于音质/而在于体积但是相对于耳机，微型音响便携性差；频响范围小，失真大。
[0004]随着智能手机等新媒体的飞速发展一一耳机作为“移动式个人音响系统”，以其免提性/轻量级/便携性等优势，更适于之一一作为主流“新媒体音响”，耳机更应该注重“健康性”。
[0005]一般耳机往往只注重H1-Fi性(声学)/稳定性(力学)/卫生性(如耳塞式)/安全性一一一些耳机符合人体工程学原理，但只是注重舒适性，而并未将健康性放在首位一一耳机聆听属于“超近声场”，故耳机设计应更注重健康性。
[0006]“紧箍咒效应”(the Hoop Effect)一一头部/耳部等经络丰富，传统耳机(如头戴式/入耳式等)易导致头部/耳部等经络气血闭塞，如同“紧箍咒”，不符合中医学原理(经络闭塞则百病丛生)，同时也不符合生理/心理声学原理一一 “紧箍咒效应”会导致听觉疲劳以及一系列生/心理综合症状，破坏前庭神经系统功能。毕竟，听音乐是一件轻松的事情一一耳机不应是“枷锁”，传统耳机会使人产生一种压迫感(耳朵主要为软骨/软组织，相对于头部更容易产生经络气血闭塞)。应该从深层次发掘健康性一一而不仅仅在于防止高分贝声压级导致的听觉疲劳/听力下降。
[0007]“听诊器效应”(the Stethophone Effect)--封闭式耳机外耳道密闭，“空气弹簧”劲度Sa丨一声压Pa丨一声阻抗Za丨一声导纳Ya丨(与鼓膜的声阻抗更匹配)，故其效率高/失真小一一耳机振膜通过外耳道空气柱与鼓膜形成“耦合振动”(类似于听诊器)。
[0008]“鱼与熊掌不可兼得” 一一一般耳机为了获得高效率/低失真以及良好的低频响应，都采用封闭式结构一一但对于鼓膜的刺激大，易导致听觉疲劳/听力损害。封闭式耳机虽然不会干扰他人，却对使用者的健康/安全等产生了危害一一不但易导致听觉疲劳，还会使人对外来警示声无动于衷，而导致意外危险事故。
[0009]智能手机等“新媒体”的发展拓宽了耳机概念的外延一一从“公共场所的个人音响”到“全天候的个人音响” 一一不仅要考虑私密性，更要考虑健康性/安全性等。由于新媒体的全天候特性(往往24小时与使用者形影不离)，与其配合的个人音响不仅仅在公共场所使用，更多情况下不必考虑私密性(不会干扰他人)一一故可以采用开放式结构。一般耳机设计往往拘泥于私密性/H1-Fi性，因而限制了其应用范围。
[0010]传统封闭式耳机为“耳内封闭式声场” (the Closed mode Sound field insideear)一一声场主要集中于耳朵内部(外耳道)；前腔开放式耳机则为“耳内开放式声场，，(the Open mode Sound field inside ear)。
[0011]“耳外开放式声场”(the Open mode Sound field outside ear)--声场扩展到耳朵外部空间，具有显著的“双耳效应耳廓效应”，无“头中效应”，声场更宽阔自然。“耳外开放式声场”设计不同于传统开放式耳机，音响位于头部周围/耳朵附近，但不与耳朵接触，与耳朵距离更大(一般在15-300mm)—一听觉刺激小，不易导致听觉疲劳，具有“健康性”。一般颈挂式/肩挂式耳机只是采用颈挂式/肩挂式装置固定耳机，实际上还是耳塞式结构。由于与耳朵距离远，相对于传统耳机一一 “耳外开放式声场”耳机声辐射效率降低(声波衰减大)，频响范围/低频响应降低，灵敏度(声压)小，失真较大一一故不得不增加功率，以保证其音质与聆听效果。一般制造商出于音质考虑，很少采用这种设计。
[0012]相对于音箱一一耳机线度小，全开放式耳机前/后腔都可透声，中低频声波更容易发生“声短路” 一一故一般耳机并不采用全开放式，而是采用半开放式。“声短路”不但导致效率下降，也会影响音质与音色(如结像力/解析度/层次感等方面)。
[0013]由于声短路问题，一般扬声器系统包括耳机都采用封闭式结构(相当于无限大障板)一一虽然避免了声短路，但却无法利用扬声器背面的辐射声能，电声转换效率低。“偶极辐射型”扬声器一般只用于中高频扬声器系统，而无法用于全频带与低频扬声器系统。
[0014]无源辐射器一一实质上是“二阶低通声学滤波器”(一 12dB/oct，180° )，具有倒相作用。无源辐射器质量Mm相当于声质量Ma，与音箱内部声顺Ca及其力顺Cm构成“亥姆霍兹共鸣器”。以PR取代倒相管，可以避免倒相管的湍流问题；充分利用扬声器背面的辐射声能，且可避免声短路，效率更高。由于一般无源辐射器质量大于倒相管空气柱声质量一一无源福射器音箱的fop (fop = 1/2 π V MaCa)比倒相箱的fop低(Ca相同)，而无源福射器比倒相管体积小，增加Ma可以减小Ca (fop —定)，则可以减小声腔体积V—一故无源辐射器更适于微型音响与耳机，无源辐射器可用于开放式耳机以改善低频响应。
[0015]一般低频系统无论是倒相箱还是无源辐射器音箱，都只有一个共鸣频率fop—一虽然可以改善低频响应，利用扬声器背面的辐射声能，但声辐射效率提升的带宽很窄一一仅限于共鸣频率fop附近。
[0016]耳机很少采用无源辐射器设计一一封闭式耳机(耳罩式/耳塞式)本身低频响应好，一般无需再改善一一相对于音箱，耳机无论采用无源辐射器还是倒相管都更困难。
AKG采用无源福射器改善耳机的低频响应--如US4158753 “Headphone of circumaural
design”/US4005278 “Headphone”所披露的。AKG半开放式耳机K240SEXTETT主振膜周围有6个从动振膜(无源辐射器)。由于低频无源辐射器结构过于复杂，且制造成本高昂一一AKG后来的产品如K241都取消了从动振膜，而只采用声学摩擦阻尼器设计。
[0017]Wearable “可穿戴设备”已成为未来科技发展的新浪潮--如Google Project
Glass/Apple Iwatch等，但是由于体积等因素的限制，音频是其“短板”，或者根本无音频功會K。
[0018]从某种意义上，耳机就是最早的“Wearable设备”之一，但耳机不是健康音响因此有必要开发出一种具有健康性的可穿戴式音响。
【发明内容】
[0019]本实用新型目的在于提供一种“绿色健康音响”解决方案一一解决传统耳机对于使用者健康的损害问题，避免其“紧箍咒效应”与“听诊器效应”;解决“耳外开放声场式”耳机效率低/音质与低频响应差等问题；解决偶极辐射型扬声器的声短路问题。
[0020]本实用新型的技术方案一一包括扬声器系统与电子系统，两者采用分体式或一体化结构；所述扬声器系统采用“耳外开放式声场”设计，音响出声口轴心与耳屏顶端的距离为60-300mm;扬声器正面加载一“声聚能管”，所述“声聚能管”采用反号筒或蜗壳式、多重套管式与“回”字形折叠结构中任一种类型；扬声器背面与一声腔耦合，声腔壳壁具有至少一个导声孔，所述导声孔为通孔，位于声腔壳背面或侧面，孔径Φ满足下述要求:ΙΟΟμπι彡Φ彡300 μm，导声孔数量η彡4个；所述电子系统包括DAC、功率放大器、锂电池以及壳体。参照图1。
[0021]“微音响”(Micro-acoustics)--—种全新的音响理念，定位于传统音箱与耳机之间，比微型音响(Mini Acoustics)更小--可以作为“新媒体个人音响系统”，符合未来音响发展趋势。
[0022]“微音响”采用“耳外开放式声场”设计一一音响出声口轴心(“声聚能管”出声口所在平面与其轴线交点)与耳屏顶端(外耳道入口)的距离为60-300_。“微音响”与一般耳机的区别在于不接触耳部一一超越了传统耳机的概念，可以避免传统耳机的“紧箍咒效应”，以及高分贝声压对听力的损害。
[0023]福射阻抗Zr包括福射阻Rr与福射抗Xr (Zr = Rr+jXr)--福射阻(Rr)表示声源向介质辐射声能量的能力；辐射抗(Xr)代表“无功声能”，储存于近场中，而不辐射出去。一般认为，辐射抗(Xr)为“质量抗”(Xm)，即“附加辐射质量”(Mr)—一实际上，辐射抗还包括“弹性抗”(Xe)。“质量抗”相