基于热效应的动态耳机模型_王扬

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1、扬声器与传声器LoudspeakerandMicrophone文章编号：1002-868（42005）09-0020-05基于热效应的动态耳机模型·论文·王扬1，孟润泉2（1.约克大学电子工程系，英国约克Y0105DD；2.太原理工大学电气与动力工程学院，山西太原030024）【摘要】提出了采用耳机热效应模型来预测耳机声圈阻值在工作中的变化，从分析耳机工作中的热传递和蓄热机制出发构建了耳机的热效应模型，分频段对模型作了适当简化并确定出模型参数。中频和高频模型能很好地预测声圈阻值的变化，据此补偿耳机响应，改善耳机的听觉效果。【关键词】动态耳机；声圈；热效应模型【中图分类号】TN643【文献标

2、识码】AModelingSignal-inducedThermalInfluencesforDynamicHeadphonesWANGYang1，MENGRun-quan2（1.ElectronicEngineeringDepartment，UniversityofYork，YorkY0105DD，England；2.CollegeofElectrical&PowerEngineeringofTUT，Taiyuan030024，China）【Abstract】Experimentalstudyshowsthattheresponseofheadphoneisoftendistorteddu

3、etothethermaleffectsofexcitations.Thispaperproposestoconstructamodelaccordingtothethermaleffecttopredictthevariancesofthevoicecoilfordynamicheadphonesduringnormallisteningsituation.Basedontheanalysisofheattransferandstoragemechanismsfordynamicheadphones，amodeltomimicthethermaleffectwasdeveloped.Af

4、tersimplifyingthemodelbasedonthedifferentfrequencyranges，theparametersforthemodelsweredetermined.Theexperimen-talresultsindicatethatthemodelsformiddleandhighfrequenciescanpredicttheresistancechangeofvoicecoilwellandsubsequentlyachievetheequalizationoftheheadphoneresponseandimprovestheheadphoneperf

5、or-mance.【Keywords】dynamicheadphone；voicecoil；thermaleffectmodel1引言图1所示。实验研究表明，耳机的输入信号会引起耳机温度上升，导致声圈阻值变化，从而破坏耳机的输出特性，BF声圈HA振膜框架甚至会造成耳机瘫痪[1]。对声圈阻值的估测是实现耳机顶端输出特性实时补偿的前提。常规的估测方法有直接直CI流测量法、超低音测量法[2]，前者会引进额外的谐波源，通风孔导致耳机输出特性下降，后者不适于检测声圈的快速变化。因此，笔者基于对HE215型动态耳机中热传递D永久磁铁GE方式及蓄热机制的分析建立了耳机的热效应模型，通过模拟声圈的热反应来

6、估测声圈的阻值变化。图1动态耳机（HE215）的热传递回路2动态耳机的热传递和蓄热机制分析发生在耳机中的热传导很大程度上依赖于耳机的在HE215型耳机的正常工作过程中，存在的传递结构、各部件间的温差和材料的热传导性能。电信号产方式主要有热传导、强制的热对流和自然对流3种，另生的热大部分从耳机声圈经磁铁间隙传递到磁铁和声外还有一部分热量储存在耳机结构中。热传递回路如!"电声技术2005-09扬声器与传声器LoudspeakerandMicrophonE圈周边部件。由于耳机声圈与磁铁的间隙很窄，因此热容C定义为某物体所储存的热量Q与在其上所产在此空隙间的空气可粗略地认为是静止的边界层，热生温度

7、变化ΔT的比值可通过这个相对静止的边界层从声圈传递到铁心结构QC=（J/°C）（2）的顶端和框架[3]，如图1中的A型箭头所示。图1中靠ΔT根据焦耳定律，热能是所消耗的热量Q和电信号近振膜的B型箭头表示一些热量可能从声圈经振膜加载时间t的乘积。而热功是单位时间内交换的热能。传递到磁铁架。在紧临磁铁和铁心架表面的一层很薄·I·2t=P·t（J）（3）Q=RE的空气可被认为相对静止，因此热传导有可能发生并·I（2J/S）（4