耳机中的压力均衡

摘要

耳机包括声学换能器和外壳，外壳包括第一声学室和第二声学室，第一声学室声耦合到声学换能器的第一侧，第二声学室声耦合到声学换能器的第二侧。外壳进一步包括将第一声学室和第二声学室声耦合的端口。声阻材料定位在端口附近。

权利要求

1.一种耳机，包括：

声学换能器；

外壳，所述外壳包括：

第一声学室，声耦合到所述声学换能器的第一侧；

第二声学室，声耦合到所述声学换能器的第二侧；以及端口，将所述第一声学室和所述第二声学室声耦合，其中所述端口具有范围从0.4×10-6m2到40×10-6m2的截面面积；以及声阻材料，被定位在所述端口内部，

其中所述声阻材料的位置和所述端口的所述截面面积的组合使得：所述耳机在低频处的频率响应是线性的。

2.根据权利要求1所述的耳机，其中所述端口的长度的范围从0.1毫米到10毫米。

3.根据权利要求1所述的耳机，其中所述声阻材料具有范围从10MKS Rayls到20,

000MKS Rayls的阻抗。

4.根据权利要求1所述的耳机，其中所述声阻材料包括以下中的至少一项：塑料、纺织物、金属、可渗透材料、编织材料、屏材料和网材料。

5.根据权利要求1所述的耳机，其中有源噪声消除电路经由线被耦合到所述外壳。

6.根据权利要求1所述的耳机，其中所述第一声学室通过所述声学换能器与所述第二声学室分开。

7.根据权利要求1所述的耳机，其中在低于100Hz的频率，所述耳机的频率响应在高信号值和低信号值处相同。

8.根据权利要求1所述的耳机，其中在10Hz到100Hz之间的频率，在低信号值处的所述耳机的频率响应和在高信号值处的所述耳机的频率响应的差异小于3dB。

9.根据权利要求1所述的耳机，其中所述端口提供在高频的所述声学换能器的频率响应中的阻尼。

10.一种设备，包括：

声学换能器；

有源噪声消除电路；

外壳，所述外壳包括：

第一声学室，至少部分地包围所述声学换能器；以及端口，在所述第一声学室附近，其中所述端口具有被定位在所述端口内部的声阻材料，并且具有范围从0.4×10-6m2到40×10-6m2的截面面积，并且其中所述声阻材料的位置和所述端口的所述截面面积的组合使得：在低于100Hz的频率，所述耳机的频率响应在高信号值和低信号值处相同。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述端口将所述第一声学室声耦合到所述耳机的外部环境。

12.根据权利要求10所述的设备，其中所述端口将所述第一声学室声耦合到第二声学室。

13.根据权利要求10所述的设备，其中所述端口的长度的范围从0.1毫米到10毫米。

14.根据权利要求10所述的设备，其中所述声阻材料具有范围从10MKS Rayls到20,

000MKS Rayls的阻抗。

15.根据权利要求10所述的设备，其中所述声阻材料包括以下中的至少一项：塑料、纺织物、金属、可渗透材料、编织材料、屏材料和网材料。

16.根据权利要求10所述的设备，其中在低频，所述耳机的频率响应是线性的。

17.根据权利要求10所述的设备，其中在10Hz到100Hz之间的频率，在低信号值处的所述耳机的频率响应和在高信号值处的所述耳机的频率响应的差异小于3dB。

18.根据权利要求10所述的设备，其中所述端口提供在高频的所述声学换能器的频率响应中的阻尼。

说明书

耳机中的压力均衡

技术领域

[0001] 本说明书大体涉及耳机，更具体地，涉及包括用于均衡频率响应的端口结构的耳机。

背景技术

[0002] 如图1所示，人耳10包括通向感觉器官(未示出)的耳道12。耳廓11(耳朵在头部外面的部分)包括外耳14(耳道12旁的凹陷)，外耳14部分地由耳屏16和反耳屏18限定。耳机通常被设计为佩戴在耳廓之上、在外耳中或在耳道中。

[0003] 在高压和高体积位移事件期间，气压可以在耳机中建立，并降低音质。例如，某些高压和高体积位移事件(例如当耳机在用户的耳朵中被插入或移除或重新定位时)可以导致可感知的尖叫声或其它声音失真。因为头部尺寸、耳朵形状和耳朵尺寸的差异导致跨用户的耳机的响应和输出的变化，失真可以因人而异。减轻这些问题的一个方法是包括压力均衡端口，压力均衡端口用来缓解可能在耳机内建立的气压。

发明内容

[0004] 下面提及的所有示例和特征可以任何技术上可能的方式组合。

[0005] 在一个方面，耳机包括声学换能器和外壳，外壳包括声耦合到声学换能器的第一侧的第一声学室和声耦合到声学换能器的第二侧的第二声学室。端口将第一声学室和第二声学室声耦合。声阻材料被定位在端口附近。

[0006] 实施例可以包括以下特征之一或它们的任意组合。在一个示例中，端口的面积范围从大约0.4×10-6m2到大约40×10-6m2。端口的长度范围可以从大约0.1毫米到大约10毫米。声阻材料可以具有范围从大约10MKS Rayls到大约20,000MKS Rayls的阻抗。声阻材料包括以下中的至少一项：塑料、纺织物、金属、可渗透材料、编织材料、屏材料和网材料。在低频，端口可以具有在大约2×106声欧姆到大约8×107声欧姆之间的声阻抗的电阻性分量。

[0007] 实施例可以包括以下特征之一或它们的任意组合。根据一个示例，耳机包括有源噪声消除电路。第一声学室可以通过声学换能器与第二声学室分开。在低频，耳机的频率响应可以是基本上线性的。在低于100Hz的频率，耳机的频率响应在高信号值和低信号值处可以近似相同。在10Hz到100Hz之间的频率，在低信号值处的耳机的频率响应和在高信号值处的耳机的频率响应的差异可以小于3dB。端口可以提供在高频的声学换能器的频率响应中的阻尼。

[0008] 在另一方面，声学换能器和有源噪声消除电路。外壳包括至少部分地包围声学换能器的第一声学室。端口在第一声学室附近。端口具有范围从大约0.4×10-6m2到大约40×10-6m2的面积。声阻材料定位在端口附近。实施例可以包括以下特征之一或它们的任意组合。在一个示例中，端口将第一声学室声耦合到耳机外部的环境中。一个示例的端口将第一声学室声耦合到第二声学室。端口的长度范围从大约0.1毫米到大约10毫米。声阻材料具有范围从大约10MKS Rayls到大约20,000MKS Rayls的阻抗。声阻材料包括以下中的至少一项：塑料、纺织物、金属、可渗透材料、编织材料、屏材料和网材料。在低频，端口具有在大约2×106声欧姆到大约8×107声欧姆之间的声阻抗的电阻性分量。在低频，耳机的频率响应可以是基本上线性的。在低于100Hz的频率，耳机的频率响应在高信号值和低信号值处可以近似相同。在10Hz到100Hz之间的频率，在低信号值处的耳机的频率响应和在高信号值处的耳机的频率响应的差异可以小于3dB。端口可以提供在高频的声学换能器的频率响应中的阻尼。

[0009] 其它特征、目的和优势将从以下详细描述和附图中变得显而易见。

附图说明

[0010] 图1示出了人耳；

[0011] 图2A为位于耳朵中的耳机的透视图；

[0012] 图2B是耳机的等距视图；

[0013] 图3是耳机的第一示例的截面示意图；

[0014] 图4示出了比较几个端口配置的声阻抗的图表，该几个端口配置包括根据本文描述的原理配置的端口；

[0015] 图5是耳机的第二示例的截面示意图；

[0016] 图6是图4中耳机的一部分的放大图；

[0017] 图7示出了绘制了在包括传统端口的耳机中和包括根据本文描述的原理的端口的耳机中，针对低的和高的信号水平的声输出与频率的图表；

[0018] 图8示出了图表，该图表示出了关于调谐耳机频率响应的调整端口的电阻性阻抗的作用；并且

[0019] 图9示出了图表，该图表示出了关于调谐耳机频率响应的调整端口的质量的作用。

具体实施方式

[0020] 耳机指适配在耳朵周围、在耳朵上或在耳朵中、并将声能辐射进入耳道的装置。耳机有时被称为头戴式耳机(headphones)、耳塞(earpieces)、耳麦(headsets)、耳内式耳机(earbuds)或运动耳机(sport headphones)，并且可以是有线或者无线的。耳机包括声学驱动器，以将音频信号转换为声能。在耳朵周围或在耳朵上的耳机使用声学驱动器，该声学驱动器通常比入耳式耳机(例如位于耳廓内的耳机)中使用的驱动器大。当以下附图和描述示出单个耳机时，耳机可以是单个独立单元、或者一对耳机中的一个耳机(一个耳机用于每只耳朵)。例如通过头带或通过传导音频信号到耳机中的声学驱动器的引线，耳机可以和另一个耳机机械连接。耳机可以包括用于无线接收音频信号的部件。耳机可以包括有源降噪(ANR)系统的部件。

[0021] 耳机中的低频、高压和高体积位移事件有时可以导致听得见的假信号(诸如尖叫声或其它失真)。例如，当耳机被插入到用户的耳朵中(或上)或从用户的耳朵中移除时，当用户经历冲击或振动时，和/或当在佩戴的同时耳机被撞击或重新定位时，这些事件发生。因为头部尺寸、耳朵形状和耳朵尺寸的差异导致跨用户的耳机的响应和输出的变化，失真可以因人而异。此外，在具有ANR系统的耳机中，这些高体积位移事件进一步加剧，因为ANR系统同样地在响应中产生高体积位移。

[0022] 几个配置可以被使用，以排放耳机中产生的压力，并且减小耳机的适应性(fit-to-fit)变化。例如，在耳朵周围的耳机可以使用小管，以排放并均衡在耳机中产生的压力。类似地，入耳式耳机可以使用小孔，以排放并均衡压力。这些管、开口、通风孔、或孔可以被称为端口。如本文更加详细的讨论的，这些端口具有复数阻抗，该复数阻抗包括电阻性分量和电抗性分量(也被称为依赖于质量或频率的分量)。

[0023] 由于尺寸设置约束(尤其是入耳式耳机中)，这些端口通常尺寸小(在一些示例中具有1/2毫米或更小直径)。因此，在低频(例如低于100Hz)的端口阻抗由在低频的电阻性分量和驱动器行为主导(其特征在于，例如，由在低和高信号水平处的驱动器的频率响应主导)，这转而可以使得耳机的频率响应(例如在耳朵处测量的)变得非线性。通过端口的高的质点速度和位移可以导致非线性，通过端口的高的质点速度和位移通常发生在低频、高压和高体积位移事件期间(例如戴上或摘下耳机，和/或当向耳机驱动器发送大的电压信号时)。这些事件可以导致端口阻抗的改变以及驱动器响应的改变，它们中的任一者或两者可以使得耳机的响应变得非线性。非线性行为主要在低频看到，但二次影响也可以在高频看到。

[0024] 在一个示例中，端口被构造为具有直径相对较大的孔(与传统的耳机端口相比)，并且用电阻性网覆盖，以缓解在本文描述的低频、高压和高体积位移事件期间可能在耳机中建立的气压。电阻性网可以包括多孔材料，除了其它编织材料或可渗透材料之外，该多孔材料由塑料、纺织物和金属构造。在这种端口配置中，阻抗(和有效阻抗)的电阻性分量在较低频比传统端口更高。结果，这种端口可以减小通过端口的质点速度和位移(从而减小耳机的频率响应的非线性，尤其在行为由耳机端口主导的低频)，同时保持或增加低频输出。在一些示例中(例如在涉及入耳式耳机的应用中)，阻抗的电抗性分量在较高频比传统端口更低，这有助于为入耳式耳机应用提供合适的端口尺寸。在空间约束不太受关注的其它应用中，阻抗的电抗性分量在较高频可以与传统端口相同或比传统端口更高。在高频(例如在3kHz到8kHz之间)，端口增加系统的阻尼，并且帮助控制共振。此外，如本文所述，抖振(即，诸如导致高压并可以导致麦克风削波的耳机的移动或抖动之类的物理事件)和耳机的其它性能特性不受负面影响。在一些示例中，端口的尺寸以及网的电阻率可以调整，以实现期望的音质和特性。在端口定位在驱动器的前腔体和后腔体(也称为前室和后室)之间的情况下，一个实现方式使用从前到后的端口架构。然而，在端口定位在前腔体和耳机外部的环境之间的情况下，其它实现方式可以包括从前到外的带端口设计。

[0025] 如图2A和图2B所示，耳机100可以具有外壳102和垫体(即，耳机末端)，垫体具有主体区域106和出口区域104，主体区域106被设计为适配在佩戴者的耳朵10的外耳14内，出口区域104将位于耳道12的入口处或耳道12中。耳机末端将耳机的声学分量耦合到佩戴者耳朵的物理结构。尽管示出的耳机末端包括主体区域106和出口区域104，其它耳机末端的配置可以被使用，其它耳机末端的配置包括这些和/或附加的区域或省略这些区域。在有线耳机的情况下，插塞202可以将耳机连接到音频信号源(诸如CD播放器、蜂窝电话、平板电脑、电脑、MP3播放器、或PDA(未示出))，或可以具有允许一次连接到多于一个类型的装置的多个插塞(未示出)。在无线使能耳机的情况下，插塞202可以被省略。电子模块204可以包括用于修改音频信号的电路(例如，通过控制音频信号的音量或提供均衡)。电路也可以向耳机提供噪声消除信号。电子模块204也可以包括切换电路(手动或者自动的)，以用于将由上述源中的一个或另一个源输出的信号连接到耳机。在有线耳机的情况下，绳206可以将音频信号从源传输到耳机。在一些示例中，使用蓝牙 或其它无线通信方法(例如低能耗蓝牙(BLE)、近场通信(NFC)、IEEE 802.1、其它局域网(LAN)或个人区域网(PAN)协议、磁感应等)，信号可以被无线传达，并且将不包括绳206。备选地或者附加地，无线链路可以将电路和源中的一个或多个源连接。

[0026] 如图3所示，耳机100的外壳102包括后声学室112和前声学室114，后声学室112和前声学室114分别由外壳的壳体113和115限定在驱动器(即，声学换能器)116的两侧。在一些示例中，使用14.8毫米直径的驱动器。取决于例如耳机100的期望频率响应，可以使用其它尺寸和类型的声学换能器。驱动器116将前声学室114和后声学室112分开。外壳的壳体115可以从前室114延伸，经由喷嘴126，至少到达耳道12的入口，并且在一些实施例中，通过垫体106延伸到耳道12中。喷嘴可以在开口127处结束，开口127可以包括声阻元件118。在一些示例中，声阻元件118位于喷嘴126内，而不是如所图示的在端部处。在其它示例中，喷嘴
126被省略。

[0027] 压力均衡(PEQ)端口119将前声学室114和后声学室112声耦合。PEQ端口119用来缓解：当(a)耳机100被插入到耳朵10中(或耳朵10上)或从耳朵10被移除、(b)佩戴耳机100的人员经历冲击或振动、或(c)在佩戴的同时耳机100被撞击或重新定位时，可能在耳道12和前室114内建立的气压。虽然PEQ端口119被示出为具有弯曲的配置，但是在其它示例中，它可以是直的(例如，如图5和图6所示)。当与先前的PEQ端口设计相比时，PEQ端口119有相对较大的面积，优选地具有在大约0.4×10-6m2到大约40×10-6m2之间的面积。该面积应足够大，以减轻耳机的非线性行为，同时适配在耳机的尺寸约束内。PEQ端口119优选地具有在大约0.1毫米到大约10毫米之间的长度。电阻性网120定位在PEQ端口119处或在PEQ端口119附近(在另一实现方式中，在PEQ端口119内部)。如本文所述，电阻性网120可以包含几乎任何多孔材料，并且可以具有范围从大约10MKS Rayls到大约20,000MKS Rayls的声阻抗。尽管PEQ端口119在图3中被示出为在驱动器的前后腔体之间通风，但是在其它示例中，PEQ端口119可以从前腔体向耳机外部的环境通风。

[0028] 可以由带端口耳机提供的无源衰减量通常受到通过端口的声阻抗的限制。大体上，更多阻抗是优选的。然而，通常需要特定的端口几何机构，以具有合适的系统性能。使用端口以改善声学输出、均衡音频响应、并且在超压事件期间提供通风路径。阻抗可以许多方式改变，其中一些方式是相关联的。阻抗依赖于频率，并且在一个频率范围之上增大阻抗和/或在另一个频率范围减少阻抗可以是优选的。阻抗具有两个分量：电阻性分量(DC流阻R)和电抗性或质量分量jωM，其中ω是频率，并且M＝ρl/A。M是声质量；l是端口长度；A是端口的截面面积，并且ρ是空气密度。通过确定声阻抗的幅度或绝对值|z|，可以计算在感兴趣的特定频率的总阻抗。在低频(例如小于100Hz的频率)，PEQ端口119优选地具有在大约2×106声欧姆到大约8×107声欧姆之间的声阻抗的电阻性分量。

[0029] 图4示出了比较几个端口配置的声阻抗的图表400，该几个端口配置包括根据本文描述的原理配置的端口。图表绘制了三个端口配置的声阻抗与频率：标准入耳式PEQ(曲线402)、标准包耳式PEQ(曲线404)和根据本文描述的原理的PEQ(曲线406)。如图示，与标准入耳式或包耳式PEQ相比较，在低频(此处阻抗的电阻性分量占主导)，曲线406的电阻性PEQ具有更高的阻抗。在一些示例中，如图4中，与标准入耳式或包耳式PEQ相比较，在高频(此处阻抗的电抗性分量占主导)，电阻性PEQ具有更低的阻抗，然而在其它示例中，在高频，阻抗可能与标准入耳式或包耳式PEQ相同，或比标准入耳式或包耳式PEQ更高。基于期望的应用，例如通过改变端口的长度，在高频的阻抗可以被调谐。在低频的较高阻抗导致通过端口的较低的质点速度和位移，因此改善耳机的线性度(尤其是在低频)，同时保持或增大低频输出。
PEQ端口119便于超压条件(例如当耳机100插入到用户的耳朵10中或从用户的耳朵10移除，或在使用耳机期间)的避免。在前声学室114中建立的压力经由PEQ端口119逃逸到后声学室
112，并且经由一个或多个后腔体端口从后声学室112逃逸到环境中。在一个示例中，后腔体包括两个端口122和124(下面更详细地讨论)，但在其它示例中可以只包括这些端口中的一个端口。此外，PEQ端口119可用于提供与可能存在的其它泄漏并行起作用的固定的泄漏量。
该泄漏帮助跨个体来标准化耳机响应。

[0030] 后室112被壳体113密封在驱动器116的后侧周围，除了后室112包括诸如端口(也称作质量端口)122之类的电抗性元件和电阻性元件(其也可以被形成为端口124)中的一者或两者之外。电抗性端口122和电阻性端口124将后声学室112与耳机外部的环境声耦合，从而缓解上述气压。尽管本公开将端口称作电抗性或电阻性的，实际中任何端口将具有电抗性和电阻性作用两者。用于描述给定端口的术语表明哪种作用是主要的。电抗性端口(像电抗性端口122)可以包括管状开口，另外在管状开口中可以是密封的声学室(例如后室112)。电阻性元件(像电阻性端口124)可以包括由提供声阻的材料覆盖的声学室的壁中的小开口。该材料可以包括允许一些空气和声能穿过室壁的丝屏或织物屏，并且可以包含几乎任何多孔材料。

[0031] 电抗性端口122优选地具有在大约0.5毫米到大约2毫米之间的直径。电抗性端口122优选地具有在大约5毫米到大约25毫米之间的长度。电阻性端口124优选地具有大约1.7毫米的直径和优选地大约1毫米的长度，并且用260MKS Rayls的电阻性材料(例如布或者任何其它合适的材料)覆盖。这些尺寸提供了以下两者：期望的电抗性端口122的声学特性，和在前室114中建立并通过端口119被传输到后室112的压力的逃逸路径。来自前室114、通过PEQ端口119、并从后室端口122和124出去的总绝对值阻抗优选地在10Hz小于大约4×
108kg/m4×sec。在另一个示例中，在10Hz，总绝对值阻抗可以小于大约2×108kg/m4×sec。
端口122和124提供从后声学室112到耳机外部环境的搬运。此外，当在带端口系统中使用由前到后的PEQ端口119时，为了获得在无源衰减方面的有意义的好处，在1kHz，端口122和124的阻抗与PEQ端口119的阻抗的比率优选地大于0.25，并且更优选地在1.6左右。

[0032] 端口119、122和124用于增大系统输出(这改善有源降噪)，并且提供压力均衡。在ANR耳机中，在可改善总系统降噪的频率，最大化这些端口的阻抗是期望的。在某些频率，可能优选使阻抗低以排放压力，而在其它频率，可能优选使阻抗高以增大低频输出和/或最大化无源衰减。端口使这种阻抗调谐能够发生，因为取决于端口的设计，端口可以具有电阻性DC分量和依赖频率的电抗性分量两者，并且那些分量中的每个分量的值可以为期望的应用最佳化。

[0033] 垫体106、腔体112和114、驱动器116、声阻元件118、PEQ端口119以及端口122和124中的每一个具有可以影响耳机100性能的声学特性。这些特性可以被调整以实现期望的耳机的频率响应。附加元件(诸如有源或无源均衡电路)也可以用于调整频率响应。后室112优选地具有在大约0.1cm3到大约3.0cm3之间的体积，并且更优选地具有大约0.5cm3的体积(该体积包括(在换能器内部的)驱动器116的隔膜后面的体积，但不包括由金属、PCB、塑料或焊料占据的体积)。排除驱动器，前室114优选具有在大约0.05cm3到大约3cm3之间的体积，并且更优选地具有大约0.25cm3的体积。

[0034] 在一些示例中，电抗性端口122和电阻性端口124提供并联的声抗和声阻，意味着它们各自独立地将后室112耦合到自由空间。与此相反，电抗和电阻可以串联地提供在单个通道中，例如通过将电阻性元件(诸如网屏)放置在电抗性端口的管内部。与使用串联的电抗性和电阻性元件的实施例相比较，并联的电抗性和电阻性元件(体现为并联的电抗性端口和电阻性端口)提供了增大的低频响应。并联电阻没有实质上衰减低频输出，而串联电阻实质上衰减了低频输出。使用具有并联端口的小的后腔体允许耳机具有改善的低频输出和期望的低频和高频输出之间的平衡。

[0035] 一些或所有上述元件可以组合使用以实现特定的频率响应(非电子地)。在一些示例中，附加的频率响应成形可以用于进一步调谐耳机的声音再现。实现它的一个方式是利用使用电路的无源电均衡。这种电路可以与耳机在线地被容纳在例如电子模块204(图2A)内。如果有源降噪电路或无线音频电路存在，这种功率电路可以用于提供有源均衡。

[0036] 在图5和图6中，耳机500的另一个示例包括后声学室312和前声学室314，后声学室312和前声学室314分别由外壳的壳体313和315限定在驱动器(即声学换能器)316两侧。在一些示例中，直径为14.8毫米的驱动器被使用。取决于例如期望的耳机的频率响应，可以使用其它尺寸和类型的声学换能器。驱动器316将前声学室314和后声学室312分开。前室314可以包括喷嘴308和耳机末端310，喷嘴308和耳机末端310将前室314耦合到用户的耳朵(未示出)。在其它示例中，喷嘴308可以被省略。

[0037] 如图5中，PEQ端口319将前室314与后声学室312声耦合。尽管PEQ端口319被示出为具有大体上直的配置，但是在其它示例中，它可以是弯曲的(例如如图3所示)。PEQ端口319用于缓解在超压事件期间(例如当耳机300被插入到耳朵中或耳朵上时)可能在耳道和前室314内建立的气压。如上所述，该压力然后通过后室314中的一个或多个端口被释放到环境中。如图5中，电阻性网320被定位在PEQ端口319处或附近(在另一个实施方式中，在PEQ端口
319内部)。PEQ端口319优选地具有与关于图3所讨论的相同的面积和长度尺寸和声阻抗特性。此外，电阻性网320优选地具有与关于图3所讨论的相同材料特性。尽管PEQ端口319在图
5中示出为在前后腔体之间通风，在其它示例中，PEQ端口319可以从前腔体向耳机外部环境通风。

[0038] 后室312被壳体313密封在驱动器316的后侧周围，除了后室312包括诸如端口(也称作质量端口)之类的电抗性元件和电阻性元件中的一者或两者之外，电阻性元件也可以被形成为端口(在该截面图中未示出)。电抗性元件和电阻性元件将后声学室312和耳机外部的环境声耦合。电抗性元件和电阻性元件优选地具有上面关于图3提及的相同的尺寸和特性。

[0039] 增加在低频的端口阻抗导致几个重要的影响。例如，端口配置改善线性度(特别在低频)，并且增大系统的低频输出。此外，端口配置增加在高频的系统的阻尼，并且帮助控制共振。与传统的端口相比，本文所述的端口可以具有与电阻性分量串联的相对小的质量，并且质量分量可以用于提供对更高频率响应的形状的控制。电阻性网的特性和端口的面积可以被调整，以设置或以其它方式影响系统的电阻和质量。

[0040] 图7示出了图表700，图表700绘制了在包括传统端口的耳机中和包括根据本文所述原理的端口的耳机中，针对低信号水平(例如，小于50mV)和高信号水平(例如，大于500mV)的声学输出与频率。图7中的曲线是通过测量在耳道处的耳机的频率响应(经由例如参考麦克风)而产生的。在ANR系统中，频率响应也可以使用反馈麦克风来测量，从线性角度看，预期这个测量会产生与图7所示的类似的结果。在图7中，曲线702和704分别示出了在低和高信号水平处的包括传统端口的耳机中的频率响应。如图所示，在频率低于100Hz时，在低和高信号水平处的响应中有差不多15dB的差异。因此，在低频，包括传统端口的耳机的响应相对非线性。曲线706和708分别示出了在低和高信号水平处的包括根据本文所述原理的端口的耳机中的频率响应。如图所示，在低和高信号值处的响应中有小得多的差异(即，两条曲线之间的差距已经大幅缩小)。这一线性度的改善减轻了音频失真的问题，并且在ANR系统中，减轻了假信号和麦克风的不稳定性与超压的问题。此外，使用根据本文所述原理的端口，在低信号值处的输出增大了大约6db。在ANR系统中，低信号水平处的该输出增大导致了更有效和高效的噪声消除，增加了低频衰减量，并改善了耳机的有用范围。

[0041] 传统上，线性度已通过增加PEQ的面积和长度来改善，从而在保持或增加声阻抗的电抗性分量的同时减少电阻性分量。相比之下，在本文描述的示例中，声阻抗的电阻性分量增大。将预期的是，由于压力排放路径中的相关联的增大的电阻，增加端口的电阻会对抖振性能产生负面影响。然而，通过调整端口的面积和由网材料提供的电阻，端口的线性度得以改善，并且因此在耳朵处测量的耳机的线性度得以改善。这一线性度的改善使能增大在低频的阻抗，同时提供相同的或改善的抖振性能。

[0042] 图8和图9示出了图表800和900，图表800和900分别图示了改变根据本文描述原理的端口的电阻和质量(电抗)的作用。如那些图所示，调整端口的电阻性阻抗(经由端口的尺寸和电阻性材料)和/或调整端口的质量(经由端口的尺寸)各自使能调谐期望的耳机的频率响应。如图8所示，随着电阻性阻抗的增大，低频输出增大，并且如图9所示，随着电抗性阻抗的降低，在更高频率的阻尼得以改善。

[0043] 为了控制由于耳道效应在高频的前腔体中的变化，质量元件可以放置在头戴式耳机前腔体和耳道之间。在一些示例中，如美国专利号7,916,888所述，该质量元件可以采用喷嘴的形式，该专利整体通过引用被并入。根据本文描述的原理的端口的使用可以减少耳道变化效应，并允许类似的变化量，而不需要诸如喷嘴之类的质量元件。

[0044] 许多实施方式已经被描述。尽管如此，将理解的是，在不脱离本文描述的发明概念的范围的情况下，可以进行附加的修改，因此，其它的实施例在所附权利要求的范围内。