专利名称：一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子产品—耳机技术领域，特指一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置。
背景技术：
关于抗噪技术的研究与论文，在一些技术性杂志或专利公报都曾经出现过，如美国专利号4,494,074(1985年1月15日)及5,138,664(1992年8月11日)，都是应用时域或频率进行开回路或闭回路控制系统之理论分析，但是，噪音预测与噪音消除的效果都不理想，造成电子线路复杂度高，不易导入大批量生产，使得成本无法降低的缺点。
若是单单仅导入线性控制系统负回授之稳定性研究是不够的，主要在于系统本身即为不稳定且非线性之封闭式回路架构。例如不同之电声共振腔体设计会导致声电信号θe之相位和振幅变化，再者，共振腔体结构受外界挤压产生变形，亦会导致传感器所引入声电信号之相位及振幅变化。由此可见，即使系统本身形成一封闭式回路，因为外界腔体的噪音之相位及振幅变化不可预知，终究造成系统之稳定性崩溃。由此足以证明系统存在之不稳定性且非线性现象。
本发明人先前的专利ZL03222710.8(2003年1月3日)所公开的是一种与交通运输工具内的座舱配套使用的消音设备及耳机，其在一定程度上克服了上述缺陷，但还是存在有不足。原本是要利用相位相反，振幅相同来达成与共振腔体内部的噪音(θCN)相互抵消的效果，因为系统实际的电路延迟效应，以及因为系统不稳定的封闭式循环之特性，致使反相之信号无法有效地与共振腔体内部的噪音(θCN)相互抵消，因而影响了装置本身原来应有的效率，并且，因其系统本身之不稳定性，造成大批量生产时，更加难以掌控大批量生产制程之稳定性及良率。本创作延续中国专利ZL03222710.8，并做进一步的改良。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电子线路简易，且抗噪效率高的抗噪耳机及配套装置。
本实用新型通过如下技术方案实现耳机主要包含有频率补偿器、选择器、增益放大器、低通滤波器、共振腔体及可调衰减器，其中低通滤波器跨接于增益放大器的输入端及输出端；共振腔体内结合有电声转换器、抗啸叫装置及声电转换器，抗啸叫装置是一泡棉结构；选择器采用非对称的RC滤波器架构，其设置于增益放大器及低通滤波器的输入端上；可调衰减器连接于上述声电转换器及选择器之间。
所述抗啸叫装置之泡棉体的压缩密度为10∶1、20∶1或30∶1。
所述频率补偿器、选择器、增益放大器、低通滤波器及可调衰减器可直接结合于耳机导线上的电池盒内或结合于耳机主体外的配套装置内，配套装置设计为一转换插头。
本实用新型电子线路简易，制造工艺缩短，更容易导入大批量生产，提高生产效率，降低成本；同时抗噪效果可达18或20dB，结构简化，造型小巧、美观，携带及使用方便。
附图1为本实用新型原理方框图；附图2为本实用新型之共振腔体内的自稳定回路示意图；附图3为本实用新型之选择器线路原理图；附图4为本实用新型其一实施电路图；附图5为抗啸叫装置的实际频率响应图；附图6为本实用新型之电池盒的结构图；附图7为本实用新型之其一配套装置的使用状态示意图图；附图8-1为本实用新型其一实施例外形示意图；附图8-2为本实用新型其二实施例外形示意图；附图8-3为本实用新型其三实施例外形示意图；附图8-4为本实用新型其四实施例外形示意图。
具体实施方式
见附图1～4所示，本实用新型主要包含有频率补偿器1、选择器2、增益放大器3、低通滤波器4、共振腔体5及可调衰减器6，低通滤波器4跨接于增益放大器3的输入端及输出端；共振腔体5内结合有电声转换器51、抗啸叫装置52及声电转换器53，其中抗啸叫装置52是一泡棉结构；选择器2采用非对称的RC滤波器架构，其设置于增益放大器3及低通滤波器4的输入端上；可调衰减器6连接于上述声电转换器53及选择器2之间。
抗啸叫装置52利用泡棉本身物理特性，具有吸收高频(2KHZ以上)微弱噪音的能力，泡棉体的压缩密度为10∶1、20∶1或30∶1，经由改变泡棉密度，进而大幅吸收因封闭式循环回授所引起之高频啸叫的能量，使系统趋向线性稳态区域，附图5所示为抗啸叫装置52实际频率响应图。
选择器2采用RC滤波器架构(附图3所示)，可适应各种不同共振腔体5结构，使实际系统的消噪特性达到最佳化控制。选择器2设置于增益放大器3及低通滤波器4的输入端上，即在系统回授经由增益放大器3和低通滤波器4之前，预先嵌入一个非对称式RC滤波器(如图3所示)，使进入低通滤波器4之频率范围，集中在100HZ至1KHZ，如此则可有效降低低频振荡与优化高频啸叫，使系统趋向线性稳态区域。有关参数可根据以下公式推导Z(s)＝Za(s)+Zb(s)，其中Za(s)＝(sR1R2C2+R1)/(sR1C1+sR2C2+1)；Zb(s)＝1/sC1；Z(s)＝(s2R1R2C1C2+s(2R1C1+R2C2)+1)/(s2(R1C12+R2C1C2)+s为了消除共振腔体5内部及由外部所引入之噪音，利用输入θCN和输出θO在同一共振腔体5内部(即输入θCN与输出θO同源)，将检测信号θe经由一自稳定回路，选择性地产生一相位相反，振幅相同的信号，使之相互抵消，达到消除共振腔体5噪音54之目的。如图1、图2所示用于求取转移函数H′之简化自稳定回路，可获得稳态的转移函数H′；θe＝θCN-θo，系统稳定的条件为θe＝0，使得θCN＝θo＝E.H′，H′＝[(F.I.G.θe)+(A.Vi)].B.[(C.D)/(1+C.D)]。
可调衰减器6可用来改善因不同物理结构所造成的共振腔体5谐振频率变化，主要是调整声电转换装置53内部之增益大小，由可调衰减器6来调整电容式麦克风内部的场效应晶体管之通道电流，进行改变场效应晶体管之放大增益，达到系统平衡及稳定之目的。
附图6、7所示，频率补偿器1、选择器2、增益放大器3、低通滤波器4及可调衰减器6可直接结合于耳机导线上的电池盒8内之PCB板81上或结合于耳机主体外的配套装置7内，配套装置7设计为一转换插头。配套装置7可便于本实用新型用于车、船、航空等交通运输工具上，一般这些运输工具更容易产生令人类无法接受的噪音，致使长期旅行无法获得家中般的宁静，将本实用新型中的频率补偿器1、选择器2、增益放大器3、低通滤波器4及可调衰减器6微小化至一简易转换插头7上，携带及使用更方便，电路也得到相应的简化，这时耳机本体10内不需再嵌入电子线路。
附图8-1、8-2、8-3、8-4所示，本实用新型耳机主体10的外形可根据实际情况做更轻巧、舒适的设计，无法大量生产的问题也得以解决，并且折卸相当简单，大幅度缩短装配与维修之时间，进而达到实用及降低成本之目的。
外界音乐Vi输入时先经过频率补偿器1，以补偿经过选择器2、增益放大器3、低通滤波器4及可调衰减器6所损失掉的音乐频率，使使用者所听到的音乐不会产生失真。
当然，以上所述之实施例只为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置，该耳机主要包含有频率补偿器(1)、选择器(2)、增益放大器(3)、低通滤波器(4)、共振腔体(5)及可调衰减器(6)，其特征在于所述低通滤波器(4)跨接于增益放大器(3)的输入端及输出端；所述共振腔体(5)内结合有电声转换器(51)、抗啸叫装置(52)及声电转换器(53)，其中抗啸叫装置(52)是一泡棉结构；所述选择器(2)采用RC滤波器架构，其设置于增益放大器(3)及低通滤波器(4)的输入端上；所述可调衰减器(6)连接于上述声电转换器(53)及选择器(2)之间。
2.根据权利要求1所述的一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置，其特征在于所述抗啸叫装置(52)之泡棉体的压缩密度为10∶1、20∶1或30∶1。
3.根据权利要求1所述的一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置，其特征在于所述频率补偿器(1)、选择器(2)、增益放大器(3)、低通滤波器(4)及可调衰减器(6)可直接结合于耳机导线上的电池盒(8)内或结合于耳机主体外的配套装置(7)内，配套装置(7)设计为一转换插头。
专利摘要本实用新型涉及电子产品一耳机技术领域，特指一种低成本且高效率的抗噪耳机及配套装置。该耳机主要包含有频率补偿器、选择器、增益放大器、低通滤波器、共振腔体及可调衰减器，低通滤波器跨接于增益放大器的输入端及输出端；共振腔体内结合有电声转换器、抗啸叫装置及声电转换器，其中抗啸叫装置是一泡棉结构；选择器采用RC滤波器架构，其设置于增益放大器及低通滤波器的输入端上；可调衰减器连接于上述声电转换器及选择器之间。本实用新型电子线路简易，制造工艺缩短，更容易导入大批量生产，提高生产效率，降低成本；同时抗噪效果可达18或20dB，结构简化，造型小巧、美观，携带及使用方便。
文档编号H04R3/02GK2744105SQ200420082879
公开日2005年11月30日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者黄大伟 申请人:黄大伟