王杰 严志豪 杨乔赫 陆锡坤 陈运达 桑晋秋

(1 广州大学电子与通信工程学院 广州 510006)

(2 中国科学院声学研究所 噪声与振动重点实验室 北京 100190)

(3 中国科学院大学 北京 100049)

0 引言

听觉系统产生声音的方式分为气传导和骨传导(Bone conduction,BC)两种。气传导中声音依次经过外耳、中耳和内耳，最终刺激基底膜并且在神经元上产生听觉。骨传导则是利用头骨振动接收和传递声音信号，骨导设备的核心器件为骨导振子，是将电信号转化为声振动信号的换能器。骨传导具有抗干扰能力强、在空气中声音不易泄漏等特点，因此在军事、民用化学、紧急救援等复杂危险的环境中有明显的优势。骨传导传播的路径主要有以下5种[1]：(1)骨导振动在耳道中产生辐射声；(2)骨导振动引起中耳听小骨运动从而产生声音；(3)骨导振动引起耳蜗液的惯性运动；(4)骨导振动使耳蜗壁伸缩引起耳蜗液流动；(5)脑脊液的压力传递。人体头部相当于一个复杂的机械系统[2]，具有多种振动模式和非线性等特性。声音经过骨导振子在头部传输时，在不同位置的传输特性和衰减不同，所以骨导振子的不同佩戴位置会影响骨传导声重放的音质和清晰度，从而影响听音者检测和识别声音的能力。目前骨传导助听器和耳机已受到越来越多的关注和应用。骨传导耳机可以避免因耳道长期封闭而对耳膜带来的损伤，也让使用者在接收耳机信号的同时能保持对现场环境声信息的敏感性，因此，在很多场合如运动、驾驶、公共场所以及军事领域得到了广泛应用。……