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1、耳机基础知识耳机的机理、结构和种类耳机是一种电声换能装置它是将电信号转换为声音信号并佩带在头上或插在耳中的一种听音设备。与扬声器不同的是耳机的作用是在一个小的空穴内造成声压, 扬声器则是向自由空间辐射声能。耳机基本工作于 20Hz 20KHz 的人耳可闻的频段, 这是声学中从频率零点几赫兹的次声到几千兆赫的特超声中极为有限的区域。但即使是这样一个狭窄的频段, 其高端频率也比低端频率高出 1000 倍。如果将这个 1000/1 的比值放在一个等效的抗性网络设计中考虑，就会发现问题十分严重, 这使得优质耳机的设计和制造变得十分困难。耳机的设计，必须在机电声这三种系统里存在的诸多矛盾因素中采用折衷的
2、办法，因而在一定程度上带有许多设计者主观的思路和技巧, 这就形成了不同品牌、不同类型耳机的“个性”和“味道 ”。 许多朋友问“哪种耳机是最好听的?” 这同问“ 哪种频果是最好吃的?” 的一样, 常常使回答者无所适从。话虽这么说，但是如果对各种耳机的机理、结构、特性先有个基本的了解，还是可以作到心中有数，然后根据自己的用途，再有目的的在众多的耳机品牌和型号中有选择的试听, 也就不难找到自己满意的产品了。一、耳机中的电声换能器 耳机中的电声换能器, 通常称作为 “发声单元”。它是耳机的核心部件, 基本决定着耳机的整体性能。耳机中一般采用单一类型的电声换能器，但是为了展宽声音重放的频率、提高其性能,
3、 也有个别的耳机采用两种电声换能器的。 只是这种耳机由于结构比较复杂、更由于新型振膜材料和技术的不段出现, 目前这种双电声换能器的结构在当前耳机制造中已不多采用。 下面我们就对耳机中常用的动铁式电声换能器、 动圈式电声换能器、 等磁式电声换能器、压电式电声换能器、 静电式电声换能器、 驻极体电声换能器以及利用这些换能器所制造的耳机分别予以介绍: 1、 动铁式电声换能器 动铁式电声换能器也称电磁式电声换能器。它是随着电话的发明而出现的, 当时主要用于电话通讯的受话器中。动铁式电声换能器主要由固定于磁路中的线圈和可振动的铁磁性部件所组成。交变电流通过线圈时产生交变磁场, 使磁路中铁质膜片或衔铁的受
4、力发生变化而振动发声。 2、 动圈式电声换能器 动圈式电声换能器也称电动式电声换能器, 它是利用在恒定磁场中通电导体能产生位移的原理制成的。与动铁式电声换能器不同的是, 动圈式电声换能器的振动部分是由缠绕在骨架上的绝缘导线所组成的线圈(称作音圈)带动振膜而发声的, 它完全是一个非铁磁性部件, 而前者的振动部件则是磁路中的可振动部分(铁磁性振膜或衔铁), 是铁磁性部件。这就是“动铁式”和“ 动圈式”叫法的由来。 动圈式电声换能器结构上的变化, 带来了性能上质的变化 。首先是它的振膜可以采用质量很轻、韧性很大、刚性很好的高分子簿膜来制造，这样可使振动系统的轴向恢复顺性很大, 使其摆幅大大增加, 而
5、不会产生过量的机械或磁性非线性失真。 二是它的阻抗特性基本呈“电阻性”, 这就使音频信号的高频率端和低频率端都能比较容易地得到无失真的重放。 另外动圈式电声换能器可以承受较大的驱动功率, 磁路间隙也可以作的较大, 对公差的要求较低, 整体结构简单而牢靠, 易于批量生产, 所有这些优点使它成为耳机制造业中首选且用量最大的品种。 3 、等磁式电声换能器 等磁式电声换能器和动圈式电声换能器的原理是相同的, 只是结构不同。等磁式电声换能器使用的是平面振模, 在平面振膜上敷有多组音圈线, 并有磁路与之一一对应。由于振膜薄而轻, 又能得到全面驱动, 所以频带较宽, 高频特性和瞬态特性好, 失真也低, 但灵
6、敏度较普通动圈式电声换能器低。使用等磁式电声换能器的耳机国内外都曾生产过，虽然有些优点, 但终因磁路复杂,、体积稍大、灵敏度过低等因素的制约已是“昨日黄花”了。 4、 压电式电声换能器 压电式电声换能器是利用某些天然晶体的压电效应而制作的换能器。所谓的压电效应就是当压电晶体产生形变时, 两相对的特殊表面之间就会出现电动势。 由于压电效应是可逆的, 当有交变电压加在其上时晶片就会随之振动。前者我们称为“正压电效应”, 后者我们称为“逆电压效应”。 压电式电声换能器的阻抗一般在 9000 欧姆到 3.5 千欧姆之间, 最大承受功率 0.1W 左右。为了提高灵敏度和更好的与驱动介质相耦合, 有的产品
7、使用多层晶片的结构。 压电式电声换能器的优点是性能稳定, 耐高温、高湿, 过电压性能好, 结构也很简单。新型的压电材料(如聚偏氟乙烯薄膜 ) 的研究也使其线性、失真等指标有很大提升。但由于阻抗太高, 在耳机中的应用未形成主流。二根据外形分类 耳机的分类可以从耳机的外形、声学结构、电声原理、用途或数据传输方式来划分。我们常常用耳塞和耳机用来区别大小耳机，而在严格的产品分类上来说，都被统称为耳机，它们所对应的英文单词都是 headphones 或者 earphones。耳塞：这个词充分体现了汉语的精妙，英文中的对应的词组是“ear canal type headphone”，即耳道式耳机。在一些英
8、文媒体上，还会把耳塞称为“Earbuds”，这个单词被解释为“In-ear headphones”，即入耳式耳机。它的意思和“ear canal type headphone”是一样的。什么是耳塞，就是驱动器单元口径小，能根据本身尺寸优势，借助耳机本身的悬挂系统（例如某些耳挂式耳塞）或者不借助外在的悬挂系统利用耳朵的形状和软骨用耳机封住外耳门（也叫耳道口）的小尺寸耳机。在英文中对耳塞最基本的描述是“In-ear”，即入耳。而汉字区的发烧友还习惯把耳塞分为半入耳式和入耳式（或称耳道式）两种。很多时候，大家会对半入耳式和入耳式两种二种耳塞产生混淆。因为会封住耳道口，二者在英文中被认为已经 in-e
9、ar（入耳）了，而汉字区用户还要有个程度判断，因此有了个半入耳式和入耳式（或称耳道式）之分。凡是能插入外耳道的耳塞，都会被称为入耳式（或称耳道式）耳机，而其他类型，大部分则归类到半入耳式。有媒体将半入耳式和入耳式算为佩戴方式，这不不是正确的。佩戴方式都是塞，只不过程度不一罢了。耳机：在汉字区的用户，提起耳机都联想到大尺寸耳机，而非耳塞。而这些产品，从任何角度去归类，他们都隶属耳机类，不管是严格的产品归类还是大家习惯性的分类，他们都符合大家的耳机概念。在耳机类中，还可以细分为 2 种，即中尺寸和全尺寸耳机。确定是否全尺寸的标准是看耳罩大小。中尺寸耳机：英文使用“Ear-pad”（耳朵垫？不敢确定
10、）描述，或者用“Mid-Size”（中等尺寸）。他们的定义不是根据扬声器口径，而是根据耳罩大小。如果耳机的耳罩不能完全包围耳廓，那它就属于中尺寸耳机。全尺寸耳机：耳罩能完全包围耳廓，就算是全尺寸耳机。大家所熟知的森海塞尔 HD5系 6 系，几乎是清一色的全尺寸耳机。根据佩戴方式分类 塞入式：几乎所有耳塞，都可以归入到塞入式这一类。塞入式的好处是轻便，便携性是各类耳机中最好的，因为这个优势，几乎所有的随身听设备都配备的是耳塞。但是，请大家一定注意听音音量，尤其在马路上。对于小耳塞这类设备来说，耳壳使用什么材质已经不重要了，因为其驱动器的小功率输出，都不足以让耳壳乱序震动产生杂音，因此过度追求耳壳
11、是否金属材质并不是明智的，话又说回来，金属耳壳能带来更好的坠手感和外形，也会比塑料外壳更显新，这点在用过一年半载后尤其明显，在佩戴上也会显得更时尚点。耳挂式：将耳机上附着一能折合的挂钩，使其能挂在耳廓内侧，使用了这样的悬挂系统的耳机，都可以算耳挂式耳机，也有称为挂耳式的。这种佩戴方式不会破坏发型，便携性和舒适性也非常不错。但由于其悬挂方式不可能做到紧密贴近耳廓，所以始终会存在漏音问题，这会让音质下降，因为是悬挂于耳廓，这类耳机不应该做得很重。由于佩戴方式的约束，这类耳机不可能冒出顶尖音质的产品来，但是做到音质不差，性价比出众却是可以的。后挂式：使用一根有弹性的头带，从脑后绕过耳廓夹住耳机，使耳
12、罩紧贴耳廓的耳机被纳入后挂式耳机。这种耳机基本不会破坏发型，尤其不会破坏男士们的发型，这种耳机佩戴上不如耳挂式的舒适，但是它能让耳罩紧贴耳廓，漏音问题基本不存在了，但是由于头带弹性一般较大，所以不舒适感会多一点，这种头带很难设计成自适应性的，大部分这种耳机的头带是无法调节的，头太大的或者头太小的朋友，都会不合适佩戴。由于有固定的头带，就使得它们的便携性变得很一般。头戴式：最常见的耳机类型，使用一根有弹性的头带，从头顶部夹住耳廓，由于不用考虑轻巧问题，耳罩一般都设计得比较大，顶级耳机几乎清一色都是全尺寸的设计。这种耳机发展得非常完善，一般都能做到头带自适应，耳罩可小幅度旋转，这些小特点让佩戴变得
13、舒适起来。但是并不适合便携，即便头带被设计成可折叠式，它的便携性也不会比塞入式和耳挂式的好。根据声学结构分类 开放式：如果你能在耳壳外测看到各式各样的孔，那么这款耳机十有八九就是开放式的，开放式的耳机密闭性不好，播放音乐时，还能听到耳罩之外的声音。除去这点之外，没有明显的结构缺陷，它不能彰显耳机的档次，从几十元的到几万元的价位，都有开放式的耳机存在。本文图片中的大部分耳机均采用了开放式设计。密闭式：如果耳壳上找不到任何孔，那么这耳机就是密闭式的。密闭式的耳机可以较好的隔绝外部噪声，这种先天优势被运用到监听耳机上，有不少朋友误认为密闭式的耳机就是监听耳机，其实错了。AKG K-55 耳机就是一款
14、密闭式耳机，它被一些媒体宣传为监听级，这是十分错误的。森海塞尔 PX200 也是一款密闭式耳机。这种类型的耳机除了隔绝噪声的优点之外，它在结构上不存在缺陷或者优势。密闭式同样不代表高档或者低档，从几十元的到几万元的价位，都有少量的密闭式耳机存在。半开放式：这种结构的特点介乎以上两种结构特点之间。某些炒手热炒的“多层振膜”的耳机基本都是半开放式的，它的原理类似音箱中的空纸盆设计，所谓的主动有源振膜和被动辐射振膜等，这种设计其实并不新鲜，只是少见罢了。简单点的说，就是倒相孔处用一张振膜密封了，这张膜并无法注定耳机的好坏。我们听过的某些“多层振膜耳机”，一样有很扯淡的。根据电声原理分类 不管音箱还是
15、耳机，主要的电声转换无外乎动圈式和静电式。动圈式（Dynamic）：它其实就是一个微缩的电动扬声器，和音箱里面用到的扬声器原理是一样的，而且结构也大同小异。上图中的小红圈是细铜线或者细铝线或者镀铜铝线等金属线绕制的，有 2 条小小的引脚，分别接入信号源的正负极。这小红圈被称为“音圈”，它一头于振膜相连，一头悬挂（不接触）在永磁体当中，当电流通过音圈时，音圈变成电磁体，将和永磁体产生排斥或者相吸的作用从而驱动振膜产生声音。限定动圈式驱动器性能的因素很多，例如磁体的磁容量（这主要影响动态，瞬态，力度等），还有振膜等。这种电声原理已经诞生几十年了，它早已发展到成熟阶段，因此，它并不神秘，目前国内的科
16、技水平，中国完全可以生产出优质的驱动器来。动圈式驱动器技术成熟，久经耐用，可靠性好，99.5%的耳机都是动圈式驱动的，本文图片涉及的耳机全部都是动圈式。静电式（Electrostatic）：它的发声原理不同于动圈式，其基本原理就是将一张极其轻薄的振膜置放到一个静电场中，输入信号的变化导致电场变化驱动振膜发声。静电式的原理让振膜避免了冲程运动，振膜变形幅度小了很多，因此静电式的原理从理论上就能提供更细致的高频。但是目前音源节目多采用 CD 格式，静电式的高频优势很难在 44.1kHz 的前提条件下体现出来，但随着音源节目质量的提高，等 192khz/24bit 的时代到来之后，静电式会体现出更大优势。由于成本高昂，静电式耳机数量其实很少很少。根据用途以及传输方式分类 便携耳机：耳塞类都可以列入到便携式，其根本特征就是轻巧。监听耳机：这里所指的监听是指音乐监听。能提供准确声音还原的耳机都可用于监听用途，其根本特征就是还原准确。好听不好听都不重要，这种耳机多采用密闭式，因为这类耳机需要一个听音的安静环境。运动耳机
