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（转自 http://www.sohu.com/a/204154949_753304）耳机的系统设计理论和系统基础建模 看到一大堆人设计入耳式耳机，从来没有人公开这些设计，觉得看到一篇写的还不错的，楼主比较懒，就原版挪过来了，分享给大家看看，里面其实不少设计是存在争议甚至错误的，不过不影响科普的作用，玄学可以走开了 ，也该是时候公开一些别人不愿意公开的信息来让这个行业透明一点 这里所有的仿真都是基于Spectrum Software公司出的MicroCAP 11 电路仿真软件，里面集成了KTI建立的声学库。下面讨论的是在这个声学库的基础上，如何组建一个完整的入耳式耳机的声学仿真模型，并和实际测试结果对比。
入耳式耳机通常的佩戴方式如下图所示，最右边是我们将要进行仿真的耳机。 图1 而入耳式耳机的测试示意图，下图所示。 图2 其详细的入耳式耳机内部结构，大致可以分为无泄漏设计和平衡泄露设计 图3 无泄漏设计 图4 平衡泄漏设计 即使在非常小的器件里，Thiele-Small参数仍然适用，需要结合器件内部的腔体和管道，建立起耳机芯的声学模型 图5 耳机芯结构截面图 图6 耳机芯声学模型 耳机芯的声学模型里面所使用的TS参数，都是通过激光测距配合电压曲线（如下图），电流曲线，外加已知量Sd或灵敏度，测得所需要的参数。 图7 激光测距在TS参数测试中的使用 如此，可以将耳机测试转化成如下图所示的等效电路图。 图8 耳机仿真模型 其中，耳机芯为依照图6中耳机芯模型建立起来的宏。在耳机芯的后部贴有后网布，后部的体积速度经过后网布终止于后腔。耳机芯前部的体积速度，经过前腔，前管道，前网布，通过橡胶套耦合到IEC711的耳道里。 下面继续讲解一下网布，声导管和IEC711耳朵的模型。 薄的均匀细密网布可以看成纯声阻, 可以根据网布公司提供的数据进行计算 图9 Sefar网布参数 红色框内标注的是声学阻尼，分成MKS和CGS的，我们需要使用MKS单位制。 这里的声阻，实际是比流阻, R = Δp / U这里的Δp是网布两面的压力差，u流速，参数跟面积无关；在特定面积上的阻尼，表示为R = Δp / U, 这里的U是体积流速。 图10 后网布 如上图，后网布的有效透气面积约为2mm2, 计算得到的阻尼如下，该值用于赋给耳机芯后面的网布。 另外，可以用KTI的声阻仪直接测量得到 图11 声阻测试仪 声导管的模型是使用MicroCAP里面的延时线建立的，输入的 图 12，IEC711人工耳模 以上，可以建立起一个完整的入耳式耳机的仿真模型，仿真和实际测试结果的对比，请看下一篇文章。 在仿真模型中，建立了两套耳机芯模型，不同的TS参数和管道参数，具体参数如下图所示 Type A，仿真曲线Vs测试曲线 Type B 仿真曲线Vs实测曲线 改变后网布阻尼对频响曲线的影响 （按照箭头方向，网布阻尼逐渐减弱） 改变后腔大小对频响曲线的影响 （按照箭头方向，后腔逐渐增大） 改变前网布阻尼对频响曲线的影响 （按照箭头方向，网布阻尼逐渐减弱） 无泄漏设计的耳机，在佩戴过程中，会对耳膜产生较强的压迫感。就出现了平衡泄漏设计，如图所示，分别在前腔和后腔增加微孔并贴厚实的网布，得到的仿真结果如下图。 无泄漏设计Vs 平衡泄漏设计
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发表于 2019-1-31 22:43
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