Page 53 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 廖灿杰等： 包含外壳磁阻的微型平衡电枢换能器仿真模型的阻抗和振动分析 49

振频率的部分位移幅度降低，而频率高于谐振频率 路进行仿真，具有更高的估计精度，对于组装后包
的部分位移幅度无明显变化。 含金属外壳设计的平衡电枢耳机、助听器产品降低

频率响应曲线偏差具有一定指导意义。在无法彻底
-86
-88 隔绝外壳磁阻干扰的情况下，可以应用本文模型计
-90 算“E”型平衡电枢换能器设计初期应留出的干扰余
ͯረ/(dB re 1 m) -100 量，还可以应用本文模型分析金属外壳磁阻对 “E”
-92
-94
-96
型平衡电枢换能器共振峰的幅值误差问题，另外，对
-98
ӊեܱܧᇓ᫾ᄊവی
-102
ˀեܱܧᇓ᫾ᄊവی 选择“E”型平衡电枢换能器的声阻尼网选择也有一
-104 定的价值。
Ϝ᝺ܱܧᄱࠫᇓ࠮ဋѓ࠶ ᄊവی
-106
10 3
ᮠဋ/Hz
参 考 文 献
图 8 本文模型仿真位移频率响应曲线和不含金属
外壳磁阻模型仿真位移频率响应曲线
[1] Killion M C, van Halteren A, Stenfelt S, et al. Springer,
Fig. 8 Displacement frequency response curves Cham. Hearing aid transducers[M]//Hearing Aids, 2016:
with/without metal case magnetoresistance 59–92.
[2] Kim J H, Jiang Y W, Hwang S M. Analysis of a vibrat-
与现有的包含金属外壳磁阻的 “U” 型平衡电 ing motor considering electrical, magnetic, and mechani-
枢模型 [12] 做对比，在 “E” 型平衡电枢模型中，金属 cal coupling effect[J]. Applied Sciences, 2019, 9(7): 1434.
外壳磁阻对磁路的影响不在磁轭部分，而是在磁通 [3] 贺志坚, 奚爱军, 郑虎鸣. 动铁式受话器的原理与应用 [J]. 电
声技术, 2013, 37(10): 11–17, 25.
传输的磁臂部分。就仿真结果而言，包含金属外壳
He Zhijian, Xi Aijun, Zheng Huming. Principle and appli-
磁阻的 “U” 型平衡电枢模型增加外壳磁阻会使位 cation of balanced armature type receiver[J]. Audio Engi-
移频率曲线整体降低 2∼3 dB 左右，形状基本不变。 neering, 2013, 37(10): 11–17, 25.
[4] Kim N, Allen J. How a hearing aid transducer works[C]//
而包含金属外壳磁阻的“E”型平衡电枢模型增加金
Proceedings of Meetings on Acoustics ICA2013. Acousti-
属外壳 10% 磁阻会使平衡电枢的位移频率曲线低 cal Society of America, 2013, 19(1): 030048.
频部分降低4 dB左右，谐振频率部分位移频率曲线 [5] Kim N, Allen J B. On the method of Hunt’s parameter
增加1 dB，高频部分基本不变。 calibration[J]. Hearing Research, 2016, 339: 211–212.
[6] 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.
4 结论 Jiang Jiawei, Xia Jie, Shen Yong. The simulation of fre-
quency response of in-ear headphones[J]. Journal of Ap-
本文针对传统 “E” 型平衡电枢磁路模型不包 plied Acoustics, 2018, 37(2): 196–200.
括金属外壳磁阻的问题，提出了一个非线性磁路模 [7] 邱士嘉, 杨磊, 游博丞, 等. 动铁单元的设计与分析 [J]. 电声
型，可以分析带金属外壳磁阻的 “E” 型平衡电枢的 技术, 2016, 40(9): 22–25.
Qiu Shijia, Yang Lei, You Bocheng, et al. The design and
阻抗和振动。结果部分对比了传统的 “E” 型平衡电 analysis of balanced armature driver[J]. Audio Engineer-
枢模型和包含金属外壳磁阻的 “E”型平衡电枢模型 ing, 2016, 40(9): 22–25.
的仿真曲线。与 “U” 型平衡电枢模型不同，金属外 [8] Ziolkowski M, Kwiatkowski W, Gratkowski S, et al. Static
analysis of a balanced armature receiver[J]. COMPEL-
壳磁阻对“E”型平衡电枢模型的磁阻影响主要集中
The International Journal for Computation and Math-
在磁臂部分，这导致了金属外壳磁阻对 “E” 型平衡 ematics in Electrical and Electronic Engineering, 2018,
电枢位移频率曲线有一定的非线性影响。金属外壳 37(3): 1392–1404.
[9] Jiang Y W, Xu D P, Hwang S M. Electromagnetic-
磁阻对“E”型平衡电枢模型位移频率曲线影响主要
mechanical analysis of a balanced armature receiver by
在频率 3000 Hz 之前，当增加金属外壳 10% 磁阻会 considering the nonlinear parameters as a function of dis-
使平衡电枢的位移频率曲线低频部分降低 4 dB 左 placement and current[J]. IEEE Transactions on Magnet-
右，谐振频率部分位移频率曲线增加1 dB。 ics, 2018, 54(11): 1–4.
[10] Xu D P, Lu H W, Jiang Y W, et al. Analysis of sound
本文拓展了平衡电枢模型的应用范围，改进后
pressure level of a balanced armature receiver considering
的“E”型平衡电枢仿真模型可以很好地按照改进思 coupling effects[J]. IEEE Access, 2017, 5: 8930–8939.