耳机调研及改良方案

耳机调研及改良方案第1页/共52页概述：课题介绍：随着现代电子技术的日新月异以及大家对音乐的喜爱，越来越多的朋友尤其是青年朋友对耳机青睐有加。市场上耳机的种类也是五花八门各种各样，如何播放更加优美的音乐又如何满足人们对耳机舒适时尚的要求为其发展提供了广阔的市场空间。通过调研、分析、探讨、实践，我们可以发现耳机设计中存在的各种问题，并找出好的方法将之优化或解决。第2页/共52页课题来源：根据导师提供的选题方向，结合市场趋势和用户需求，依据自身能力和对产品的理解，自主创新。课题的目的、意义：

1、从多个层面理解产品的本质（设计师、用户、企业）。

2、理解产品开发的过程，并掌握每个过程的基本设计方法。

3、完成课题之后，在设计思维和方法上具备开发产品的基本能力。

4、提高了思维的发散性、草图绘制能力、对造型的审美能力、动手制作能力。第3页/共52页调查产品的主要情况——耳机分类

耳机根据划分方法不同可以划分为很多种类，目前市场上主要根据样式进行划分。常见划分方法如下：划分方法一：根据耳机的不同样式分为头戴式和耳塞式。第4页/共52页头戴式一般比较大，有一定重量，所以携带不太方便，但其表现力十分强，能使与世隔绝享受音乐的美妙。耳塞式主要用于外出旅游听音乐，因为它的体积很小。此类耳机主要用于CD随声听、MP3播放机、MD上。头戴式、耳塞式第5页/共52页划分方法二：按换能原理分主要分为动圈和静电耳机两大类。

动圈耳机(也称为电动式)：目前绝大多数（大约99%以上）的耳机耳塞都属此类，原理类似于普通音箱，处于永磁场中的线圈与振膜相连，线圈在信号电流驱动下带动振膜发声。动圈式耳机效率比较高，大多可为音响上的耳机输出驱动。静电耳机(也称为电容式)：振膜处于变化的电场中，振膜极薄、精确到几微米级（目前STAX新一代的静电耳机振膜已精确到1.35微米），线圈在电场力的驱动下带动振膜发声。静电耳机所能到达的声压级没有动圈式耳机大，但它的反应速度快，能够重放出各种微小的细节，失真极低。由于其结构精密，对材料要求很高，而且多为手工装配调试，故价格昂贵。第6页/共52页划分方法三：按开放程度分主要是开放式、半开放式、封闭式（密闭式）。

封闭式耳机就是通过其自带的软音垫来包裹你的耳朵，使其被完全覆盖起来。此类耳机因为有大的音垫，所以个头也较大，但有了音垫就可以在噪音较大的环境下使用而不受影响。耳罩对耳朵压迫较大以防止声音出入，声音正确定位清晰，专业监听领域中多见此类，但这类耳机有一个缺点就是低音音染严重。第7页/共52页例：痛苦的“享受”第8页/共52页开放式耳机开放式耳机是目前比较流行的耳机样式。此类机种的特点是通过采用海绵状的微孔发泡塑料制作透声耳垫。它体积小巧，佩带很舒适，不再使用厚重的染音垫，于是没有了与外界的隔绝感，声音可以泄露、反之同样也可以听到外界的声音。如果耳机开放的程度很高，可以听到另一边单元发出的声音，形成一定的互馈，使得听感自然。但它的低频损失较大。开放式的耳机一般听感自然，佩带舒适（长时间佩戴耳部容易肿痛），常见于家用欣赏用的耳机。第9页/共52页图例第10页/共52页半开放式耳机半开放式耳机是综合了封闭式和开放式两种耳机优点的新型耳机（它是一个混血儿，融合了前两种耳机的优点，改进了不足之处），此类耳机采用了多振膜结构，除了一个主动有源振膜之外，还有多个无源从动振膜。它具有低频描述丰满浑厚，高频描述明亮自然、层次清晰等很多特点，如今许多较高档次的耳机上广泛的应用的就是这种耳机。第11页/共52页人的因素调研——用户调查

为了更好地了解消费者对耳机这种产品的认识，本人以问卷的形式展开了用户调查，记录并总结调查结果。时间：2012年6月地点：北华航天工业学院及附近超市商厦被调查的人：青年群体份数：20份第12页/共52页问卷调查表1、您有耳机吗？2、您的耳机是头戴式还是耳塞式还是半封闭式？3、您一般在什么情况下使用耳机？4、您每次使用耳机的时间大概是多长？5、您在选择购买耳机时最关心的问题是什么？（外观、价格、功能）6、您在使用耳机时给您带来的最大的困扰是什么？7、您比较喜欢什么颜色的耳机？8、您喜欢什么材质的耳机？9、您在使用耳机时发生过什么不便或事故？10、您认为耳机的舒适性重要吗？11、在不用耳机时它有什么不便吗？12、您平常外出时习惯携带耳机吗？第13页/共52页问卷分析1、您有耳机吗？有2、您的耳机是头戴式还是耳塞式还是半封闭式？耳塞3、您一般在什么情况下使用耳机？没事时4、您每次使用耳机的时间大概是多长？1~2小时5、您在选择购买耳机时最关心的问题是什么？（外观、价格、功能）外观功能6、您在使用耳机时给您带来的最大的困扰是什么？耳朵不舒服7、您比较喜欢什么颜色的耳机？白色8、您喜欢什么材质的耳机？塑料9、您在使用耳机时发生过什么不便或事故？引发耳部红肿10、您认为耳机的舒适性重要吗？重要11、在不用耳机时它有什么不便吗？线太乱12、您平常外出时习惯携带耳机吗？是的1、产品够普及2、轻巧携带型耳机较受欢迎3、多用于娱乐4、每次使用时间比较长5、外观、音质好坏影响很大6、普通耳机构造不太符合人机工程学7、无彩色调更凸显科技感8、塑料材质美观性好9、普通耳机不适合长时间佩戴10、人们很看重使用时的舒适性11、线团应该更容易收放12、耳机使用次数频繁第14页/共52页现有产品调研草图第15页/共52页现有产品调研草图第16页/共52页现有产品调研草图第17页/共52页审美调研第18页/共52页审美调研分析1.从年龄上看，年轻人普遍喜欢新颖外形，但对其质量、功能存在担忧，更多是耳机的舒适性;年纪较大的则更注重耳机功能性专业性，需要耳机更实用。2.不同的职业对耳机的需求是不同的：学生们普遍希望耳机要廉价、美观、舒适，从事工作的年轻人则对质量、功能有很大的要求，专业人员更注重耳机的音质。第19页/共52页用户需求分析

功能需求：音质要清晰，声音播放要流畅发声振膜（耳塞）：耳部佩戴要舒适耳机线：收放自如，便于携带外形：时尚、大方，轻便小巧便于携带，符合人机工程学色彩搭配：简约协调，富含科技美第20页/共52页人的因素调研——用户需求分析总结通过这次问卷调查，我们发现，不同的性别、年龄、职业对耳机的要求不同。同学们一般在校内住宿，喜欢便于携带，时尚流行的耳机。老师们一般在电脑旁使用耳机，则要注重实用性，并且价钱要合理。对于一些年轻学生来说，他们主要是注重外观的设计，而且对于音质也有较高的要求，并且要求可以长时间舒适佩戴。第21页/共52页耳机弊端分析封闭式耳机：携带不便、低音音染严重、长时间佩戴对外耳廓压迫较大。开放式耳机：低频损失较大、声音容易泄露、长时间佩戴耳部容易肿痛，并容易引发外耳道炎。普通耳机人戴上后，外耳道口即被耳机紧紧堵塞住。高音量的音频声压会直接进入耳内而损伤听力，造成不可恢复的听力损害。第22页/共52页耳机档次价位分析产品档次产品特点价格特点高档1、产品质量要求严格，符合欧美出口标准；2、质感美感优越，材料为高级塑料和塑胶，做工精良3、款式时尚新颖国外高档耳机价格在1500以上，国产高档耳机一般在1000元左右中档1、质量较好，适合出口和内销；2、功能以实用为主；3、性价比较好中档耳机价格一般在100至500元抵挡1、价格低廉；2、款式普通；3、材质不高低档耳机价格在几元到几十元不等第23页/共52页影响耳机档次原因第24页/共52页技术因素调研——动圈、等磁动圈式耳机是最普通、最常见的耳机，它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器，由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高，大多可为音响上的耳机输出驱动，且可靠耐用。等磁式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器，它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里，像印刷电路板一样，可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧(推挽式)，振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻，但有同样大的振动面积和相近的音质，它不如动圈式耳机效率高，不易驱动。第25页/共52页技术因素调研——静电耳机静电耳机有轻而薄的振膜，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化，也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中，当音频信号加载到定子上时，静电场发生变化，驱动振膜振动。单定子也是可以驱动振膜的，但双定子的推挽形式失真更小。静电耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号，用变压器连接到功率放大器的输出端也可以驱动静电耳机。静电耳机价格昂贵，不易于驱动，所能到达的声压级也没有动圈式耳机大，但它的反应速度快，能够重放各种微小的细节，失真极低。第26页/共52页技术因素调研——高保真耳机什么是高保真耳机？国际电工委员会IEC581-10文件中推荐的高保真耳机的主要性能是：频率范围不小于50Hz-12500Hz；典型频率响应的允许误差正负3dB；频率响应曲线的斜率不超过每倍频程9dB；在250Hz-800Hz内左右单元在同一倍频程带宽内平均声压级之差不超过2dB；100Hz-5000Hz范围内，声压级为94dB时，谐波失真不超过1%，100db时不超过3%；耳机的频率响应在2KHz-5KHz之间允许有所下降，以改善透明度和空间感。耳机相对于音箱的最大优势在细节上，实际聆听一副优秀的耳机应该是声音清晰、细节丰富、无可闻失真；低频深潜而清晰，得到有效的控制；整个频带要顺滑平整，高频不过亮或过暗。对于任何一副耳机，三频不可能都是十分完美的，它们之间平滑自然的连接是最重要的。第27页/共52页耳机的参数

阻抗：耳机的阻抗是其交流阻抗的简称，它的大小是线圈直流电阻与线圈的感抗之和：Z=(R2+ω2L2)1/2。民用耳机和专业耳机的阻抗一般都在100Ω以下，有些专业耳机阻抗在200Ω以上，这是为了在一台功放推动多只耳机时减小功放的负荷。驱动阻抗高的耳机需要的功率更大。灵敏度：平时所说的耳机的灵敏度实际上是耳机的灵敏度级，它是施加于耳机上1mW的电功率时，耳机所产生的耦合于仿真耳(假人头)中的声压级，1mW的功率是以频率1000Hz时耳机的标准阻抗为依据计算的。灵敏度的单位是dB/mW，另一个不常用的是dB/Vrms，即1Vrms电压施于耳机时所产生的声压级。灵敏度高意味着达到一定的声压级所需功率要小，现在动圈式耳机的灵敏度一般都在90dB/mW以上，如果是为随身听选耳机，灵敏度最好在100dB/mW左右或更高。失真：耳机的失真一般很小，在最大承受功率时其总谐波失真(THD)小于等于1%，基本是不可闻的，较扬声器的失真小的多。第28页/共52页频率响应灵敏度在不同的频率有不同的数值，这就是频率响应，将灵敏度对频率的依赖关系用曲线表示出来，便称为频率响应曲线。人的听觉范围是20Hz-20000Hz，超出这个范围的声音绝大多数人是听不到的，耳机能够重放的频带是相当宽的，优秀的耳机已经可以达到5Hz-40000Hz。一般耳机给出的频率响应其不平坦度为正负10dB，专业耳机和某些高档耳机给出的频率响应的不平坦度为正负3dB，这就造成了许多中低档耳机频响惊人，高档耳机频响平平的现象。一只频率响应曲线真正平直的耳机它的声音不会好，因为在声音进入耳道之前已经与头部发生了作用产生了峰和谷，所以在耳机设计时常常采用均衡的办法，使耳朵所接收到的频率响应曲线是比较平坦的。第29页/共52页扩散场均衡耳机的均衡方式有两种：自由场均衡和扩散场均衡，自由场均衡假设环境是没有反射的，如旷野；扩散场均衡则模拟一个有反射的房间，它的听感比自由场均衡要自然。国际电工委员会有关测试扩散场平坦度的方法见标准IEC60268-7。但扩散场均衡是以标准的头部形状和房间模型为模型的，它不会令所有使用者满意，也不适合一些录音，比如假人头录音。第30页/共52页选择高保真耳机的原则

(1)能选择开放式的不选择封闭式的。(2)能选择高阻抗的(100Ω-300Ω)不选择低阻抗的。(3)购买之前广泛调研，最好亲自聆听。(4)耳机是个人用品，要注意卫生，选择二手耳机要考虑。第31页/共52页工作原理调研第32页/共52页第33页/共52页封闭式耳机隔音原理图第34页/共52页法律法规调研第35页/共52页第36页/共52页调研总结第37页/共52页第38页/共52页设计定位人的定位：1.年龄：18-25岁2.职业：青年群体3.收入：收入中等以上的家庭4.生活状况：生活比较悠闲，快音乐5.价值观念：对价格要求不高，喜欢买时尚的电子类产品主要功能定位：符合人机工程学原理，音质清晰、播放流畅，质量优越技术定位：1.35微米静电耳机振膜，线圈在电场力的驱动下带动振膜发声。造型特点：1.风格：简洁大方、颜色明朗、小巧轻便

2.情感：简约、亲切、时尚档次价格：100元左右第39页/共