个人环绕声音响系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种音响一一具体说是一种可以随身携带的个人环绕声多声道音响系统。
【背景技术】
[0002]尽管DVD早已普及，多声道AV音响理念却难以深入人心——其原因除了音响价格与居室面积等因素，最主要原因就是大多数人怕安装麻烦，且不愿因布线而破坏装修，故AV音响市场低迷。消费者即使购买，也是将其堆放在TV周围将就听一一这与Dolby与DTS技术设计初衷背道而驰。虽然AV与GAME多声道环绕声技术与X.1PC音响早已出现，但一直未能普及一一这是音响行业一直无法突破的市场瓶颈。
[0003]一方面是市场瓶颈一一另一方面是越来越多的设备包括数字电视机顶盒机等与影视节目都采用多声道环绕声技术，提升音频效果体验。很多平板电脑与智能手机等新媒体设备采用多声道环绕声流媒体设计(如Dolby Digital Plus)--而新媒体音响代表未来音响的发展趋势。随着智能手机等移动终端与3G/4G移动互联网的普及深化一一手机游戏(Mobile Games)迎来爆发式增长，采用环绕声技术可以增加玩家体验的吸引力与真实感。微软Xbox 360游戏早已支持Dolby Digital。
[0004]虚拟环绕声技术(Virtual Surround)--属于非标准环绕声系统，运用生理声学与心理声学原理对声音进行虚拟化处理一一主要涉及双耳效应、耳廓效应、人耳的频率滤波效应与头部相关传输函数(HRTF)等。实际上，很多虚拟环绕声技术都存在耳压问题，容易导致听觉疲劳。
[0005]长期以来，家庭影院AV音响系统都遵循大功率、大动态的爆棚理念一一但却被大多数消费者所排斥。因为音量开小了，不出效果；开大了，不但自己难以忍受，还会影响周围邻居一一容易导致听觉刺激疲劳与噪声污染。
[0006]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、频响范围大、失真小一一故耳机比音箱音质更好，而功率可以更小，但易导致对于听觉系统健康的损害。随着智能手机等新媒体的飞速发展，耳机作为移动式个人音响系统，以其免提性、轻量级与便携性等优势，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。传统耳机容易产生“紧箍咒效应”(the HoopEffect)与“听诊器效应”(the Stethophone Effect)，导致听觉疲劳/听力损害。
[0007]耳机如果采用虚拟环绕声技术，尤其是HRTF—一由于其超近声场特性，更容易导致听觉疲劳。杜比耳机技术(Dolby Headphone)在编/解码基础上，采用DSP数字声场处理技术通过房间建模，模拟5.1环绕声系统听觉环境一一虽然可以避免“头中效应”，但由于大量运用HRTF技术，仍然会产生听觉疲劳。
[0008]多声道耳机如GAME耳机一般采用虚拟环绕声技术或物理多声道技术一一后者虽然可以避免耳压问题，但由于不同声道、多个扬声器的强大声压同时作用于鼓膜(尤其是封闭式耳机)一一更容易产生听力损害。
[0009]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)；开放式耳机则为“耳内开放式声场”(theOpen mode Sound field inside ear)。“耳外开放式声场” (the Open mode Sound fieldoutside ear)一一声场扩展到耳朵外部空间，具有显著的“双耳效应”与“耳廓效应”，无“头中效应”，声场更宽阔自然。
[0010]“耳外开放式声场”设计一一不同于传统开放式耳机，耳机位于头部周围、耳朵附近，但不与耳朵接触，耳机与耳朵距离更大(一般在15-300_)—一不易导致听觉疲劳，具有健康性。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，频响范围与低频响应降低，灵敏度小，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。
【发明内容】
[0011]本实用新型目的在于提供一种安装与使用更灵活方便而且绿色健康的环绕声音响系统一一突破多声道音响一直无法普及的市场瓶颈，避免虚拟环绕声技术以及多声道耳机容易导致听觉疲劳的问题；解决“耳外开放式声场”耳机效率低、音质与低频响应差等问题。
[0012]本实用新型的技术方案一一个人环绕声音响系统包括扬声器系统与电子系统，两者采用分体式结构；扬声器正面加载一声聚能管，声聚能管结构包括反号筒以及蜗壳式与“回”字形折叠结构中任一种类型；各声道扬声器系统固定于头部周围、耳朵附近，其支撑固定方式包括夹持式与颈挂式中任一种类型；电子系统包括DAC、功率放大器、锂电池以及壳体。
[0013]个人环绕声音响系统(Personal Surround Sound system)--以下简称为PSS0
PSS采用“耳外开放式声场”设计，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60-300mm。各声道扬声器系统固定于头部周围、耳朵附近，形成“环头部、近声场多声道音响系统”，可以随身携带一一因此又可称为“随身影院” (Accompanied Cinema)。
[0014]PSS扬声器系统通过增加辐射抗Xr增加声压Pa，从而提升辐射声功率Wr与声辐射效率or(尤其是低频)一一更适于“耳外开放式声场”聆听。PSS扬声器系统结构示意图参照图2。
[0015]PSS扬声器系统属于间接辐射式扬声器系统，采用声聚能管增加辐射抗Xr—一声聚能管(Acoustic Energy Gathered Pipe)是一种具有声能聚集作用的声管，可以增加声压Pa，将势能转化为动能；也可以将动能转化为势能储存起来。声聚能管还可增加附加辐射质量Mr，降低扬声器fo，改善低频响应。声聚能管可以采用号筒结构一一包括正号筒与反号筒。
[0016]PSS采用“耳外开放式声场”设计，由于与耳朵距离较大，频响范围与低频响应与灵敏度(声压)降低一一可以适当增加额定功率，以保证其音质与聆听效果，扬声器额定功率RMS为300-1500mW。因此增设电子系统(包括DAC、多声道功率放大器、锂电池以及壳体等)与其配合使用一一电子系统与扬声器系统通过3.5_接口信号线连接；电子系统通过Micro HDMI等信号线与智能手机或智能电视等连接。分体式设计可以降低扬声器系统的重量，增强其可佩戴性。电子系统袖珍小巧如同手机，便携性好，可以手持或置于衣袋中。
[0017]DAC 取样频率与量化精度包括 48kHz/20bit，96kHz/24bit，48kHz/16bit，
44.lkHz/16bit 等--Dolby Digital 一般为 48kHz/20bit，DTS 为 96kHz/24bit ；Dolby
TrueHD (高清无损音频)支持 96kHz/24bit，192kHz/24bit ;视频伴音一般为 48kHz/16bit，音乐为 44.lkHz/16bit (CD 格式)。
[0018]本实用新型具有以下有益效果一一
[0019]个人环绕声音响系统PSS可以避免传统家庭影院环绕声道音箱安装与布线的麻烦一一有利于多声道音频系统的普及，突破长期存在的市场瓶颈。
[0020]“随身影院”一一PSS在头部周围形成环绕声场，相对于传统AV系统，更直接有效，包围感与临场感好一一具有个人专属性，不占居室空间，成本较低。
[0021]PSS采用物理多声道设计一一可以避免虚拟环绕声技术导致的听觉疲劳问题，声场自然真实，分离度与定位感更好。
[0022]相对于采用物理多声道技术的环绕声耳机一一PSS不易导致听力损害；而且声场宽阔，各声道分离度高，环绕音效更好。
[0023]相对于传统AV家庭影院一一PSS近声场聆听，可以降低额定功率；而且不易导致听觉疲劳，噪声污染小一一因而具有绿色性。
[0024]由于近声场聆听，PSS可以大大降低额定功率(RMS 0.3-1.5W)——相对于传统多声道音响系统动辄上百瓦的大功率设计，PSS具有绿色节能的优势。
[0025]“Instant Theatre”--PSS具有便捷性，免除安装与布线，与现代人快节奏的生活方式相适应——简单、自由、灵活，符合知性时代的消费理念。
【附图说明】
[0026]图1为PSS声场分布不意图(5.1系统)
[0027]图2为PSS扬声器系统结构示意图(导声孔)
[0028]图3为“回”字形声聚能管示意图(无源辐射器)
[0029]图4为夹持式PSS扬声器系统结构示意图
[0030]图5为颈挂式PSS示意图(AV项链)
[0031 ] 图6为PSS电子系统框图
[0032]图7 为 Flash DSC 框图
[0033]其中--
[0034]1-声聚能管，2-扬声器，3-导声孔，4-无源福射器，5-夹持器，6-扬声器系统，7-左声道扬声器系统(L)，8-右声道扬声器系统(R)，9-中央声道扬声器系统(C)，10-环绕左声道扬声器系统