Question

耳机的应用原理是什么?

Answer 1

依照耳机中使用换能器的声音驱动方式，可分作动圈式（Dynamic）和静电式（Electrostatic）、压电式、动铁式、气动式、电磁式等。 动圈耳机 又称电动式耳机。目前绝大多数平价的耳机耳塞都属此类，原理类似于电动式扬声器，处于永磁场中的缠绕的圆柱体状线圈与振膜相连，线圈在信号电流驱动下带动振膜发声。动圈耳机与一般扬声器很大的不同在于振膜的区别，音箱扬声器的振膜边缘一般固定在弹性介质（折环和定心支片）上（例如在大口径低音单元上），振膜一般是平整的圆锥形，由弹性介质提供振动系统的力顺；而在动圈式耳机中，振膜边缘直接固定在驱动单元的框架上，振膜具有褶皱，振动系统的力顺完全由振膜本身材质的伸展和收缩以及褶皱的变形来提供的，所以说动圈式耳机驱动单元振膜的材质选择和形状设计对单元最终的发声品质影响非常大，同时也是非常娇弱的。动圈式驱动单元的技术现在已经非常成熟，技术不会有大的变化，目前的改进主要是开发更高磁密度的永磁体，更理想的振膜材料以及设计。同时技术的成熟也使其相应的成本较低，更具竞争力，市场普及度很高。 静电式 又称为静电平面振膜，是将导电体（一般为铝）线圈直接电镀或印刷在很薄的塑料膜上，精确到几微米级（目前STAX新一代的静电耳机振膜已精确到 1.35微米）;将其置于强静电场中（通常由直流高压发生器和固定金属片（网）组成），信号通过线圈的时候切割电场，带动振膜振动发声。优点是线性好、失真小（电场比磁场均匀），高频及瞬态反应快（振膜质量较轻）。缺点是需要专门的驱动电路和静电发生器、低频反应差、价格昂贵。效率也不高。 平衡电枢式 又称动铁式。利用了电磁铁产生交变磁场，振动部分是一个铁片悬浮在电磁铁前方，信号经过电磁铁的时候会使电磁铁磁场变化，从而使铁片振动发声。 压电式 利用压电陶瓷的压电效应发声。优点：效率高、频率高。缺点：失真大、驱动电压高、低频响应差，抗冲击力差。此类耳机多用于电报收发使用，现基本淘汰。少数耳机采用压电陶瓷作为高音发声单元。 气动式 采用气泵和气阀控制气流，直接控制气压和流量，使得空气发生振动。有时候气阀改用大功率扬声器来代替。飞机上常用这样的耳机，此耳机实际上只是个导气管。优点是无电驱动，无限制并联、效率高。缺点是失真大、频响窄，有噪音。 耳机的相关参数 阻抗（Impedance）：注意与电阻含义的区别，在直流电（DC）的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，但是在交流电（AC）的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向量上的和。耳机阻抗是耳机交流阻抗的简称，不同阻抗的耳机主要用于不同的场合，在台式机或功放、VCD、DVD、电视等机器上，通常会使用高阻抗耳机，有些专业耳机阻抗甚至会在200欧姆以上，这是为了与专业机上的耳机插口匹配。而对于各种便携式随身听，例如CD、MD和MP3，一般使用低阻抗耳机，这些低阻抗耳机一般比较容易驱动。 灵敏度（Sensitivity）：指向耳机输入1毫瓦的功率时耳机所能发出的声压级（声压的单位是分贝，声压越大音量越大），所以一般灵敏度越高、阻抗越小，耳机越容易出声、越容易驱动。耳机的灵敏度就是指在同样响度的情况下，音源需要输入的功率的大小，也就是说在用户听起来声音一样的情况下，耳机的灵敏度越高，音源所需要输入的功率就越小。这对于随身听等便携装置来说，灵敏度越高，耳机就越容易驱动。 频率响应（Frequency Response）：频响范围是指耳机能够放送出的频带的宽度，国际电工委员会IEC581-10标准中高保真耳机的频响范围不能小于50Hz到12500Hz，优秀耳机的频响宽度可达5Hz-40000Hz，而人耳的听觉范围仅在20Hz- 20000Hz。值得注意的是界定频响宽度的标准是不同的，例如以低于平均输出幅度的1/2为标准或低于1/4为标准，这显然是不一样的。一般的生产商是以输出幅度降低1/2为标准测出频响宽度，这就是说以-3dB为标准，但是由于所采用的测试标准不同，有些产品是以-10dB为标准测量的。这是实际上是等于低于正常值1/16下为标准测量的。因此频响宽度大大展宽。用户在选购时应注意不同品牌的耳机的频响宽度可能有不同的测试标准。 谐波失真：谐波失真就是一种波形失真，在耳机指标中有标示，失真越小，音质也就越好。 音质评价术语 音域：乐器或人声所能达到最高音与最低音之间的范围。 音色：又称音品，声音的基本属性之一，比如二胡、琵琶就是不同的音色。 音染：音乐自然中性的对立面，即声音染上了节目本身没有的一些特性，例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染。音染表明重放的信号中多出了（或者是减少了）某些成分，这显然是一种失真。 失真：设备的输出不能完全复现其输入，产生了波形的畸变或者信号成分的增减。 动态：允许记录最大信息与最小信息的比值。 瞬态响应：器材对音乐中突发信号的跟随能力。瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应，信号一停就嘎然而止，决不拖泥带水。（典型乐器：钢琴）。 信噪比：又称为讯噪比，信号的有用成份与杂音的强弱对比，常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。 空气感：用于表示高音的开阔，或是声场中在乐器之间有空间间隔的声学术语。此时，高频响应可延伸到15kHz-20kHz。反义词有“灰暗（dull）”和“厚重（thick）”。 低频延伸：指音响器材所能重放的最低频率。系用于测定在重放低音时音响系统或音箱所能下潜到什么程度的尺度。比方说，小型超低音音箱的低频延伸可以到40Hz，而大型超低音音箱则下潜到16Hz。 明亮：指突出4kHz-8kHz的高频段，此时谐波相对强于基波。明亮本身并没什么问题，现场演奏的音乐会皆有明亮的声音，问题是明亮得掌握好分寸，过于明亮（甚至啸叫）便让人讨厌。

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