耳机基本工作基础学习知识原理探索.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑耳机基本工作基础学习知识原理探索 -! 耳机是一种通过电声转换原理，将音源输出的电信号转为人耳能听到的声音的音响产品从耳机的进展历史来看，最早是在1924年由德国科学家Eugen Beyer将电动换能器技术应用在头戴式小型扬声器上，经过技术的不断进展与成熟最终形成了今日的耳机 1924年，动圈式耳机之父Eugen Beyer的研发团队 在近百年的进展史中，拥有众多经典的耳机之作，其中首款性能指标达成高保真标准的是诞生于1937年的Beyerdynamic DT48头戴式耳机，频响范围达成了16Hz-20kHz，而升级版DT48S更是全球首款立体声耳机，代表着耳机进入高保真时代经过多年的进展与推进，消费级别的耳机从性能与表现形式都发生了众多变更 -! 经典动圈式耳机之作Beyerdynamic DT48 耳机的分类有好多种，最根本的可以按照佩戴方式与体积划分为头戴式、贴耳式、挂耳式与入耳式等多种类型，假设按照工作特性来区分那么可以分为动圈式、静电式、平面振膜式等，若是按照开放程度来分那么为开放式、半开放式与密闭式这几年随着耳机技术的深入进展，还展现了主动降噪耳机与无线耳机，大大巩固了耳机在户外环境下的适应才能。

本次专题主要以佩戴方式与体积举行分类探讨，再对每一类耳机举行细分，包揽动圈、静电、平面振膜与动铁式耳机，同时还将议论主动降噪耳机与无线耳机 动圈、静电与平面振膜类工作原理分析 -! 目前，绝大片面头戴式耳机都采用动圈式的电声转换工作原理动圈式作为最早运用在耳机上的电声转换方式，其原理与常规的音箱系统相近，布局上振膜与处于永磁场中的圆柱体状线圈相连，线圈在信号的电流驱动下带动振膜发声动圈式耳机的工作效率较高，理论上振膜也就是驱动单元的尺寸越大，性能就越卓越 -! -! 动圈式耳机的驱动单元设计与振膜用料是影响音质的关键因素 而动圈式耳机与普遍音箱在振膜布局上有确定的不同音箱扬声器的振膜边缘一般固定在弹性介质上，外形多为圆锥形，由弹性介质供给振动的动力对于动圈式耳机，振膜边缘直接固定在驱动单元的框架上，振动的来源完全由振膜本身材质的伸展和收缩来供给，因此，动圈式耳机驱动单元振膜的材质选择和外形设计对于声音的表现有着直接的关系不少品 牌，如Sennheiser、SONY、SHURE等都有独特的驱动单元设计与振膜用料，以确保优秀的声音输出另外，研发更高磁通量的永磁体那么是另一种有效的方法，例如，BEYERDYNAMIC特斯拉系列就拥有1特斯拉的高磁通量。

-! 静电耳机振膜分外轻薄，能够带来速度更快、瞬态响应更好与细节感更突出的声音 至于静电式，由于制造技术含量与本金较高，静电耳机的价格往往在万元以上静电耳机的工作原理不同于动圈耳机，主要是振膜由高直流电压极化，并处于由两块固定的金属板变化形成的静电场中，在电场力的驱动下带动振膜发声由于静电耳机需要将音频信号转化为数百伏的电压信号，因此务必使用特殊的放大器才能驱动 静电耳机的布局相对于动圈耳机有着先天优势，其中最为关键的是振膜分外轻薄，仅为动圈耳机振膜的1/10左右这种更轻更薄的振膜能够带来速度更快、瞬态响应更好与表现 更细腻的声音另外，动圈耳机的振膜由于布局上的限制，总会存在分割振动的问题，影响三频的平匀性而静电耳机的振膜是固定在平行固定极板之间，受到的电场是完全平匀的，可实现线性驱动 -! 平面振膜耳机与静电耳机都能实现线性振膜运动，同时低频表现更为出众 而平面振膜耳机又可称为等磁式耳机，工作原理上有别于动圈和静电耳机，与平面振膜扬声器甚为相近，主要是将平面音圈嵌入轻薄的振膜里磁体集中在振膜的一侧或两侧，振膜在其形成的磁场中振动平面振膜耳机与静电耳机都能实现线性振膜运动，不会展现分割振动问题。

平面振膜耳机还能承受更大的输入功率，大声压下的失真更低，只是工作效率与灵敏度也较低，往往需要大功率和大电流输出的耳放来合作此外，体积和重量较大，并不利于长时间佩戴 开放、半开放与密闭式耳机的特点 根据声音开放方式的不同，耳机的声音表现也会有不同的特点对于开放式耳机而言，声音会传到外界，音场表现较宽，高中低三频的均衡度高，音色中性而自然不过降噪性能较差，而且对低频的损失也较大 密闭式可以完整遮盖整个耳廓，耳罩完全没有空洞，能防止声音的外泄以及阻拦外界声音的影响密闭式耳机的声音细节丰富，但音场较窄 而半开放式的优缺点皆介于封闭式和开放式两种耳机之间，具备确定的降噪才能之余，也可以带来不错的音场与细节表现 -! 开放式与密闭式耳机是目前的主流，两种布局的声音特性更有不同 耳机的主要相关参数 -! 随着耳机技术的进展，目前越来越多的耳机都能达成国际电工委员会IEC581-10高保真耳机的标准概括的标准为：耳机的频率响应不窄于50Hz到12.5kHz，典型频率响应的允许误差为±3dB；立体声耳机的两个发声体的频率响应曲线对应于每个倍频程带宽的平均声压级之差不得大于2dB；100-5000Hz范围内，声压级为94dB时谐波失真不超过1%，10 0 dB时不超过3%。

因此，耳机与音箱相比最大的优势在于细节的重现更好 阻抗与灵敏度是两个重要参数，阻抗高、灵敏度低的耳机需要搭配耳机放大器驱动 -! 频响范围抉择声音重放的细节程度优秀的耳机频响范围不仅要广阔，还要平坦 影响耳机性能的主要相关参数包括阻抗、灵敏度与频响范围所谓阻抗就是耳机交流阻抗的简称，单位是Ω（欧姆）专业耳机的阻抗往往在200Ω以上，个人耳机最高可达600Ω，16-300Ω为常见值驱动阻抗高的耳机需要较大的功率，因此，为了搭配低输出功率的移动音源，最新一代的耳机阻抗往往仅为16-32Ω -! 灵敏度是指输入1mW的功率时耳机所能发出的声压级，灵敏度越高、阻抗越小，耳机越轻易驱动灵敏度的单位是dB/mW，动圈式耳机的灵敏度一般都在90dB/mW以上 频响范围是指耳机能够输出的声音频带宽度人的听觉范围是20Hz-20kHz，耳机能够重放的频带相当宽，甚至可达5-45000Hz或更宽值得留神的是，频率响应的不平坦度也是值得留神的地方，大片面品牌的这个参数为±3dB优秀的耳机频响范围不仅要广阔，还要平坦除了这三个参数之外，总谐波失真也是值得留神的地方，失真越小，音质也就越好。

动铁类工作原理分析 在前文对动圈、静电与平面振膜类耳机工作原理举行分析的时候，曾经提及大片面头戴式耳机都是基于动圈式的工作方式而对于需要进入到耳道的入耳式耳机那么以微型动圈与动 铁(又称为平衡电枢)两种技术为主，其中高端耳机那么大多数都采用多单元的动铁布局，主要的品牌包括SHURE、ETYMOTIC、LOGITECHUE等等当然随着微型动圈技术的成熟，如 -! Sennheiser所带来的高端动圈入耳耳机也分外卓越 另外，不少品牌，如WESTON E、JHAUDIO还会为用户供给动铁式入耳耳机天性化 定制服务，根据用户耳廓与耳道的外形打造完全贴合的入耳式耳机，以供给更高解析力与更好隔音效能的声音表现 动铁耳机的布局 动铁单元布局示意图 动铁耳机的布局和工作方式，与常规的动圈式耳机完全不同动铁耳机的音乐电信号首先经过电磁铁引发电磁铁磁场变化，结果带动绕在电磁铁中央的铁片振动而发出声音为什么动铁单元又称为平衡电枢？主要是由于在一般处境下铁片往往处于磁场中心，没有磁场力作用于它之时那么处于平衡的状态根据这样的布局可以知道，只需微弱的电信号就能导致动铁单元发出声音。

因此，动铁耳机拥有分外优秀的电声转换才能 动铁耳机的优势 -! 基于动铁单元的机构特征，动铁式入耳耳机一般体积都较小 动圈式单元由于工作原理的特点，需要较多的运作空间与驱动空气，往往体积较大不过，近几年随着微型动圈单元的深入进展，参与新一代制造技术，体积上已经逐步接近动铁单元动铁单元体积分外小巧，使得动铁式耳机能够放入到耳道更深的位置以提高听感而由于动铁单元会随着单元直径的增加而大幅度提升重量，这也是动铁技术没能应用在头戴式耳机的主要理由 除了体积上的优势，动铁耳机一般都拥有分外高的灵敏度，但需要留意，这并不意味着动铁耳机就确定轻易驱动，面对3单元或以上的动铁耳机，往往需要大功率输出的音源或搭 配耳放举行驱动但使用耳放的时候，务必留神阻抗匹配的问题才能获得最正确的效能灵敏度高，就意味着动铁耳机相比动圈耳机拥有更加卓越的声音解析力，更加是在中高频的细节层次上表现分外卓越 -! 中高端的动铁耳机往往会采用多个单元的布局，需要更强的推动力动铁耳机诞生于20世纪初，早期主要用于专业与军事用途当时由于单元的频带较窄， 并没能进一步普及到民用领域而随着技术的不断深入进展，动铁单元获得了长足的进步，目前已经有高频、中频、低频以及全频型的动铁单元。

动铁单元主要由金属材质制造而成，稳定性要远高于动圈耳机 -! Knowles Electronics带来的各种高性能平衡电枢单元 不同于动圈式耳机，单元的研发根本上都是厂家自行研发的动铁单元由于需要极其精 -! 细的制作工艺，除了SON Y等少数厂家之外，大片面品牌都是采用第三方的单元其中，最为普及的是Knowles Electronics(娄氏)所带来的各种高性能的动铁单元，全频类的动铁单元已经能够达成20Hz-20kHz的水平而SONY最新研发的动铁单元那么囊括了全频、 高音、低音以及重低频单元对于高端的多单元动铁耳机，抉择音质优劣除了单元的性能，分频电路的设计也是关键不同的厂家往往会有不一样的调整方式，这也是它们声音特性各异的主要理由 入耳式耳机使用须知 耳套的重要性与不同类型耳套是入耳式耳机中分外重要的一片面，它是驱动单元与耳道之间连接的桥梁优质的耳套在巩固音质表现的同时，也能提升佩戴的舒适感中高端的入耳式耳机往往都会为用户打定多套不同材质的耳套，而低端的群众化产品却只有同材质不同大小的耳套因此，大家其实可以选择第三方品牌的耳套— 9 —。