一种基于回音腔结构调节频响曲线的平板耳机及调节方法与流程

本发明涉及平板耳机领域，具体涉及一种基于回音腔结构调节频响曲线的平板耳机及调节方法。

背景技术：

1、平板耳机全称平面驱动型耳机，这里的平面指的是发声单元，得益于平板耳机的发声原理，使得它天然的要比动圈耳机失真小，所以能够更好的还原声音。木质耳机由于其声线更加均衡自然，可以提升音质以及具有优异的还原性能、优美的外观受到广大使用者的青睐。

2、对于木质耳机来说各类木材在密度，弹性，孔隙度，纤维形状和粘附性方面各不相同。这导致不同种类木材在基本共振频率和材料阻尼因数方面存在显著不同。因此，针对不同批次的木材，甚至同一批次的木材，不同的耳机其频响特性都会有细微的差别；在实际制作耳机中使得耳机的声音统一性不好。

3、为了保证耳机声音的统一性，需要在制作完成后进行耳机的调音，如果使用软件调音，往往带来声音还原性的下降或者音质的下降，为了避免调音导致的音质下降，需要设计一种可以物理结构上调节频响曲线的耳机，使得调节频响曲线不会造成音质损失。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种基于回音腔结构调节频响曲线的平板耳机，包括头梁和设于头梁两端的耳机壳体。

2、耳机壳体包括耳罩单元、平板发声单元、调音单元和木质外壳；平板发声单元固定设置在耳罩单元上，耳罩单元和木质外壳之间形成听筒腔体；平板发声单元和木质壳体之间形成回音腔结构；

3、调音单元设置有镂空板，通过调节镂空板的位置实现对平板耳机的频响曲线的调节。

4、平板发声单元包括纳米振膜和隐形磁体，其中纳米振膜的厚度为500-1000nm，极薄的振膜厚度保证了平板发声单元极快的响应速度；隐形磁体呈条状，与纳米振膜所在的表面平行布置，不接触纳米振膜，且隐形磁体成对设置于纳米振膜的两侧，隐形磁体垂直于其延伸方向上的截面朝向纳米振膜一侧的边缘呈抛物线形，使得纳米振膜发出的声音受到隐形磁体影响而产生衍射效应降低。

5、木质外壳所选材料为云杉木、桤木、玫瑰木、泡桐木或者松木。

6、关于调音单元的设置有两种方案，其中第一种方案：

7、耳罩单元包括海绵层和孔板层，海绵层为环形，孔板层与海绵层之间设置有丝网罩；孔板层的另一侧安装平板发声单元；

8、木质外壳与孔板层固定连接，从而在木质外壳与孔板层之间形成听筒腔体；平板发声单元和木质外壳之间设置调音单元；

9、调音单元包括两个镂空板，分别为第一镂空板和第二镂空板，第一镂空板比第二镂空板更加靠近平板发声单元设置；第一镂空板和第二镂空板均为圆板形，直径相等；

10、第一镂空板设置有平行设置的长条形通孔，第二镂空板设置有平行设置的长条形通孔和设置于通孔之间的长条形凸起，长条形凸起的厚度大于第一镂空板和第二镂空板的厚度之和；

11、第一镂空板的通孔与第二镂空板的凸起位置对应，使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化时，第二镂空板的凸起可以插入第一镂空板的通孔中；

12、第二镂空板的通孔与第一镂空板的非通孔区域对应设置，使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化时，第二镂空板的通孔可以被第一镂空板的非通孔区域遮挡。

13、第一镂空板和第二镂空板的材料与木质壳体相同。

14、第二镂空板的边缘处设置有环形边框，环形边框外部连接驱动装置，驱动装置带动第二镂空板沿着第二镂空板的轴线移动，从而使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化；从而调节第二镂空板的凸起凸出第一镂空板表面的高度。

15、第二种方案：

16、耳罩单元包括海绵层和孔板层，海绵层为环形，孔板层与海绵层之间设置有丝网罩；孔板层的另一侧安装平板发声单元；

17、木质外壳与孔板层固定连接，从而在木质外壳与孔板层之间形成听筒腔体；平板发声单元和木质外壳之间设置调音单元；

18、调音单元包括两组镂空板，分别为第二镂空板组和第二镂空板组，第二镂空板组比第二镂空板组更加靠近平板发声单元设置；第二镂空板组和第二镂空板组均为圆板形，直径相等；

19、第二镂空板组包括多个独立第一的镂空板，多个独立的第一镂空板能够组合成一个完整的圆盘形；每一个独立的第一镂空板设置有平行设置的长条形通孔，第二镂空板组包括多个独立第二的镂空板，多个独立的第二镂空板能够组合成一个完整的圆盘形；每一个独立的第二镂空板设置有平行设置的长条形通孔和设置于通孔之间的长条形凸起，长条形凸起的厚度大于第一镂空板和第二镂空板的厚度之和，第一镂空板和第二镂空板的数量相同，每一个独立的第二镂空板上的长条形凸起的间距不同，数量不同，且高度不同；

20、第一镂空板的通孔与第二镂空板的凸起位置对应，使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化时，第二镂空板的凸起可以插入第一镂空板的通孔中；

21、第二镂空板的通孔与第一镂空板的非通孔区域对应设置，使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化时，第二镂空板的通孔可以被第一镂空板的非通孔区域遮挡。

22、每一个第二镂空板的边缘处设置有外边框，外边框外部连接驱动装置，驱动装置带动第二镂空板沿着第二镂空板租的轴线移动，从而使得第二镂空板与第一镂空板之间间距变化；从而独立的调节每一个第二镂空板的凸起凸出第一镂空板表面的高度。

23、一种基于回音腔结构调节频响曲线的调节方法，使用所述的平板耳机，包括如下步骤：

24、步骤一、使用有限元软件对耳机壳体部分进行建模，建立耳机壳体的3d模型；要求耳机壳体模型包括耳罩单元、平板发声单元、调音单元和木质外壳；

25、同时建立人耳模型，按照人耳朵的形状，构建人耳朵的3d模型；人耳模型中至少包括耳廓、耳道和耳膜；

26、步骤二、在平板发声单元位置处设置振动源，振动源发射白噪声振动，设置模拟环境为空气环境；将人耳模型放置于耳罩单元外侧，并在人耳模型的耳膜处设置振动检测器，采集从平板发声单元发出的振动从耳机壳体发出后到达耳膜处的振动频谱；

27、步骤三、针对只有一个第一镂空板和一个第二镂空板的情况：首先将第一镂空板和第二镂空板放置于初始位置，此时第一镂空板和第二镂空板位置最近，检测一次耳膜处的振动频谱；

28、之后将第二镂空板移动m次，每次移动第二镂空板都更加远离第一镂空板；每移动一次测量一次耳膜处的振动频谱相对初始位置的变化；得到位置-频谱相关矩阵，矩阵中对应存储有第二镂空板和振动频谱的变化量；

29、针对有多个第一镂空板和多个第二镂空板的情况：首先将第一镂空板和第二镂空板放置于初始位置，此时第一镂空板和第二镂空板位置最近，检测一次耳膜处的振动频谱；

30、之后将每一个第二镂空板移动m个位置，设公有n个第二镂空板，则排列组合共移动mn次；每移动一次测量一次耳膜处的振动频谱相对初始位置的变化；得到位置-频谱相关矩阵，矩阵中对应存储有第二镂空板和振动频谱的变化量；

31、步骤四、制作耳机壳体，制作完成后将耳机壳体使用声学频谱仪进行测试，获得实际耳机壳体的频响曲线，根据位置-频谱相关矩阵调节第二镂空板位置，使得频响曲线调节至最接近目标曲线。

32、目标曲线为哈曼目标曲线，m的数量大于等于20，n为2至8。

33、本发明的有益效果为：

34、首先，本发明设计了平板发声单元包括纳米振膜和隐形磁体，极薄的振膜厚度保证了平板发声单元极快的响应速度，隐形磁体的特殊形状，使得纳米振膜发出的声音受到隐形磁体影响而产生衍射效应降低。使用tonewood(音乐木材)在木质结构形成外部壳体，壳体内部形成封闭空间，空间结构形成回音腔，进而实现频谱和振动的抑制，使耳机声线更加均衡自然，提升音质。

35、另一方面，本发明提供了一种新的调节回音腔结构的装置，使得通过调节镂空板的凸出高度和镂空板间距就可以调节耳机的频响曲线。实现了物理结构上调节频响曲线的耳机，使得调节频响曲线不会造成音质损失；同时提供了使用多个第二镂空板的方案，每个第二镂空板的凸起间距不同，高度不同，数量不同，增大了调节频响曲线的范围和精准度。同时提供了如何调节耳机的方法，方法设计简单，无需加工，模拟结果准确，实用性强。