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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳聖偉
研究生(外文):CHEN, SHENG-WEI
論文名稱:頭戴式耳機結構之參數化分析
論文名稱(外文):Parametric Analysis of Circum-Aural Earphone Structure
指導教授:黃振鴻劉育成劉育成引用關係方俊方俊引用關係
口試委員:黃振鴻劉育成方俊
口試日期:2022-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電聲碩士學位學程
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:頭戴式耳機有限元素法等效電路法COMSOL
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近年來電腦的運算速度逐漸增加,導入電腦輔助工程軟體協助開發已成為一種趨勢,雖然可以大幅降低開發成本,但還是需要花上大量的時間,如果能在開發初期利用簡便且快速的方法做初步的分析,想必能節省許多時間。
本文針對AKG K52這款頭戴式耳機為目標,首先利用逢甲大學美律電聲實驗室的儀器取得自由音場下的量測數據,接著以等效電路法以及有限元素法為基礎,透過 COMSOL 軟體中的聲學模組建立耳機的模型,取得模擬結果後再與量測值進行驗證,並進一步對結構進行參數化分析。

誌 謝 I
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的及方法 3
1-4 文獻回顧 4
1-5 論文架構 6
第二章 基礎理論 7
2-1 基本電磁學 7
2-1-1 勞倫茲力 7
2-1-2 法拉第電磁感應定律 8
2-2 等效電路 10
2-2-1 電學域(Electrical Domain) 10
2-2-2 機械域(Mechanical Domain) 13
2-2-3 換能器 16
2-3 有限元素分析法(finite element method) 19
第三章 量測實驗與軟體模擬 20
3-1 耳機模型 20
3-2 量測環境及設備 22
3-2-1 量測環境 22
3-2-2 量測設備 23
3-3 量測方法 27
3-3-1 T/S參數(Thiele / Small Parameter)量測 27
3-3-2 聲學特性量測 28
3-4等效電路模擬 29
3-5軟體模擬COMSOL 31
3-5-1幾何模型 32
3-5-2 網格設定 33
第四章 量測與模擬數據分析 38
4-1量測結果 38
4-1-1 單體T/S參數 38
4-1-2 單體量測結果 40
4-2模擬結果 43
4-3參數分析 48
4-4前導音孔參數分析 51
第五章 總結與未來展望 57
5-1 總結 57
5-2 未來展望 58
參考文獻 59

[1] Siemens, E. W., “Electromechanical ‘Dynamic’ or Moving-Coil Transducer,” German Patent No. 2355
[2] A. N. Thiele, "Loudspeakers in Vented Boxes: Part 1," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 19, no. 5, pp. 382-392, 1971.
[3] A. N. Thiele, "Loudspeakers in Vented Boxes: Part 2," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 19, no. 6, pp. 471-483, 1971.
[4] R. H. Small, "Closed-Box Loudspeaker Systems-Part 1: Analysis," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 20, no. 10, pp. 798- 808, 1972.
[5] R. H. Small, "Closed-Box Loudspeaker Systems-Part 2: Synthesis, "Journal of the Audio Engineering Society, vol. 21, no. 1, pp. 11-18, 1973.
[6] R. H. Small, "Vented-Box Loudspeaker Systems-Part 1: Small-Signal Analysis," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 21, no. 5, pp. 363-372, 1973.
[7] R. H. Small, "Vented-Box Loudspeaker Systems-Part 2: Large-Signal Analysis," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 21, no. 6, pp. 438-444, 1973.
[8] R. H. Small, "Vented-Box Loudspeaker Systems-Part 3: Synthesis," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 21, no. 7, pp. 549- 554, 1973.
[9] H. R. Small, "Vented-Box Loudspeaker Systems-Part 4: Appendices," Journal of the Audio Engineering Society, vol. 21, no. 8, pp. 635-639, 1973.
[10] U. Seidel, and W. Klippel, "Fast and Accurate Measurement of the Linear Transducer Parameters," Paper 5308, 2001.
[11] John Borwick, “Loudspeaker and Headphone Handbook.” USA: Focal Press, 1994.
[12] S. Jønsson, B. Liu, A. Schuhmacher and L. Nielsen, "Simulation of the IEC 60711 Occluded Ear Simulator," in Audio Engineering Society 116th Convention, Berlin, 2004.
[13]林志達(2005)。微型喇叭聲學特性測試與模擬,國立台北科技大學車輛工程系碩士班碩士學位論文。
[14]楊尚憲(2015)。動圈式揚聲器非線性失真之控制研究,國立台灣大學工學院工程科學及海洋工程學系碩士論文。
[15]林博元(2018)。耳罩式耳機最佳化設計與聲音品質之研究,逢甲大學電聲碩士學位學程碩士論文。
[16]李聖果(2019)。基於有限元素法之耳罩式耳機聲學特性之模擬方法,逢甲大學電聲碩士學位學程碩士論文。
[17]葉治浩(2019)。頭戴式耳機之等效電路分析,逢甲大學電聲碩士學位學程碩士論文。
[18] 杜功焕 朱哲民 龔秀芬 (2012)。聲學基礎,南京大學出版社。
[19] Jin H. Huang (2020), “Electroacoustic Transducers” Feng Chia University Acoustic Graduate Program. Feng Chia University.
[20] AKG K52 監聽耳機。擷取自凱琴國際kaichinmusic:https://www.kaichinmusic.com.tw/product-page/akg-k52
[21]李紀樺 鄒宛儀 蔣承祐 黃立誠(2022)。逢甲大學電聲碩士學位學程,聲學基礎耳機專題報告。
[22] Klippel LPM SYSTEM, From https://www.klippel.de/products/rd-system/modules/lpm-linear-parameter-measurement.html
[23] Brüel & Kjær Acoustic Transducers, From B&K | Sound and Vibration Measurement | Brüel & Kjær (bksv.com)
[24]Mats G. Larson, Fredrik Bengzon. The Finite Element Method: Theory, Implementation, and Applications, pp. 225-239.

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