新型多人使用耳机的设计与研究

新型多人使用耳机的设计与研究

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南京工程学院江苏南京211167

摘要：当前常见的有线耳机，都是两只耳机用有限长度的线连接在一起，如果想要两个人一起听歌或看视频，只能每人一只耳机，佩戴不适，听取声音也不方面。而且由于两个耳机是连接在一起的，这两根线互相拉动，一个人的耳机很容易被另一个人拉下来。基于此，研究新型多人使用耳机，具有更加新颖的结构，能够让多人共同通使用，提供了很大的方便。在此基础上，本文研究了新型多人耳机的设计。

关键词：新型；多人使用；耳机；设计方案

前言：目前市面上常见的耳机，主要是为一人使用所准备的，如果两个人同时使用，只能每人单耳佩戴，比较不方便。为了满足两人同时使用耳机的需求，有一种耳机分配器，可将一个耳机插孔分流为两个。不过，这种耳机分配器和耳机是分离的，因此人们可能忘记携带，依然比较不便[1]。基于此，研究设计一种新型多人使用耳机，可满足双人甚至多人同时使用的需求。耳机可快速连接，方便简单，在手机等终端上使用，能让两人同时接打电话。还可控制音量大小，应用于游戏机、电脑、视频播放器、音频播放器等电子产品，让多人同时观赏节目，听取声音，市场前景比较广阔。

一、耳机的基本介绍

耳机是一种比较常见的科技产品，本质上属于转换单元，将媒体播放器或接收器发出的电讯号，利用扬声器转化为声波，进而让人们能够听到。耳机和媒体播放器通常是分离的，通过插头连接，能够独自听取声音，不影响其他人，也能够在相对嘈杂的环境相爱使用，隔开周围环境的噪声影响。虽然当前无线耳机正在快速发展，但有线耳机在市场上仍然占据着重要的位置，在音质方面具有一定的优势[2]。

一、耳机的常见分类

耳机很多分类，就有线耳机来说，主要包括动圈式耳机、动铁式耳机、圈铁混合式耳机、等磁式耳机、静电式耳机、驻极体式耳机等。目前最为常见和普通的耳机就是动圈式耳机，以小型动圈扬声器作为驱动单元，音圈在永磁场驱动振膜振动。这种耳机具有较高的效率，耐用可靠。一般越大的驱动单元直径，就会带来更强的耳机性能。动铁式耳机主要是利用精密结构连接棒，向微型振膜中心店传到，产生振动，进而发出声音。这种耳机单元体积更小，可以放入耳道，减少入耳部分面积，使其到达更深的耳道，以起到更好的收音和隔音效果。圈铁混合式耳机主要是混合驱动发生，其优势主要是瞬态表现好、灵敏度高、振动体轻、电声转换效率高等，可突显出瞬间细节和音乐动态[3]。等磁耳机使用一个驱动器，类似于一个微型的扁平扬声器，嵌入一个薄的膜片与音圈均匀分布的驱动力。磁体集中在膜片的一侧或两侧，以完成膜片在磁场中所形成的振动。这种耳机音质和振动面积都可经典耳机相似。静电耳机的膜片又轻又薄，可在高直流电压下极化。在静电场中，两块固定的金属板形成悬浮的膜片。这种耳机失真很低，可对各种微小细节重放，具有很快的反应速度。电子式耳机又称固定式静电耳机，它可以通过膜片外的极化材料极化，也可以通过膜片本身极化，不需要特殊的极化电压。这种耳机的特点与静电耳机基本相同，但是由于驻极体逐渐去极化，因而仅可维持5-10年的寿命，需要更换。

二、新型多人使用耳机的设计方案

新型多人使用耳机相比于传统耳机，由于结构更为复杂，因而可能会增大体积，带来不便。为了保证耳机整体仍然小巧方便，应减小磁力链接器外径。使用针状探针作为电极，对大尺寸环形电极加以替代，能够使磁力链接器外径减小。线路上有4个电极，分别为GND、MIC、左声道、右声道，因而在同一个圆面上，可能发生对接线路错误的情况。因此，采取有效措施，保证线路对接正确。如采用磁力链接器双条形磁铁防错接结构，使用凹凸结构避免端头连接错误[4]。在本设计方案中，连接器凸起一侧有4个红色探头，分别为耳机电路的4个电极。在连接器内部电路板上焊接探针，分别连接相应的耳机线。4个探针中间，有2个长方形快，是2个长条形磁铁，磁铁具有相反的断面极性。探针低于外圈0.5mm，凸出过孔1mm；磁铁低于外圈0.5mm，凸起1mm。连接器嵌入侧探头，在通孔表面下0.5mm。在连接过程中，相互连接只能在凸和凹之间完成。此外，在凸侧条形磁铁极性为N、S，凹侧极性也为N、S，在连接过程中遵循同性相斥、异性相吸的原则。连接器可以在连接过程中根据可控顺序连接，从而确保了正确的耳机线路极性连接。最后将各个部分连接到一起，就完成了完整的多人使用耳机。

二、新型多人使用耳机的技术要素

新型多人耳机的主要技术特点是采用主连接线、信号连接端、多根连接线与主连接线连接。在连接线上设计有自由端连接端，耳塞组通过螺纹与连接端连接。总连接导线和分连接导线之间连接处，设置了分路器装置[5]。分配器主要采用空心盘结构壳体，内部均匀分布有多个转动轮。壳体外设置有旋转部件，控制旋转轮的旋转。壳体的侧部设置有槽体和旋转轮，连接线缠绕在旋转轮上，穿过槽体。壳体当中设置了连接段固定部，对总连接导线进行固定。壳体内部设置了定位通道，在固定部和旋转轮之间。满足多人使用耳机，主要特点是连接端头尺寸比槽体尺寸更大。有6根子连接线和6个转动轮。各子连接线通过对应的定位通道，缠绕在旋转轮上，并从对应的槽中出来。在转轮上，连接线的匝数至少为3。

三、新型多人使用耳机的应用效果

研究设计的新型多人使用耳机，比较独特新颖，能够满足多人同时使用的要求。连接手机使用，能够让两人同时接打电话，并且可对音量大小进行调节。同时在游戏机、电脑、视频播放器、音频播放器等电子产品上，也能够适用，可让多人同时欣赏音视频节目。电极采用镀金探针，可降低线路阻抗，增加量不超过0.4Ω，避免了对声音效果的影响。适用收集听音乐时，限于手机输出能力，最多能满足4人同时使用，能不影响效果。利用磁吸结构做连接，用高强磁材N52作为磁铁材料，能增强吸力。连接两端距离为25cm，可自动吸附连接，使用方便快捷。采用数字调谐和模拟调谐两种音量调节方式。其中数字调音采用了按键式设计，能满足大多数年轻人的需求。模拟调谐采用转轮设计，可以满足许多传统客户的要求。3.5毫米通用耳机插头，可用于各种音频和视频播放器。选择偏重低音的耳机喇叭设计，对流行音乐的效果能更好的强化。耳机设计颜色主要采用黑色与白色，还可根据不同的市场需求，设计不同的颜色外观，以提升耳机的个性化。

结论：新型多人使用耳机，在双人使用时配置两组耳机，利用磁力链接器进行连接。在每个接触端都有两个极性相反的条形磁铁。这样，能够在360°范围内，保证相接触的端头具有唯一的方向，保证耳机线路正常接通，从而正常实现耳机的全部功能。如果需要多人同时使用，可增加相应连接器，正确联合后即可满足多人使用要求。

参考文献：

[1]朱红萍，李思汉，王强.入耳式耳机盒盖的注塑模结构设计[J].沙洲职业工学院学报，2017，20（1）：128-129.

[2]郇战，戴永惠.基于预测滤波器的数字降噪耳机研究[J].测控技术，2015，34（10）：38-41.

[3]董桂官，王莹，刘云柱，等.耳机最大声压级标准化综述[J].信息技术与标准化，2017，24（09）：17-20.

[4]蒋佳为，夏洁，沈勇.入耳式耳机腔体结构的模型与优化[J].应用声学，2018，37（2）：196-200.

[5]史胜男，王迪，刘国强，等."百变耳机"大学生锻炼项目应用研究[J].电脑知识与技术，2017，13（27）：100-101.