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耳机

耳机是一对转换单元,它接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号,利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。耳机一般是与媒体播放器可分离的,利用一个插头连接。

经验文章 概述

  常识篇

  耳机是人的随身音响的象征。手机耳机分为两种标准:OMTP标准通常被叫做国家标准,CTIA被称为国际标准。耳机根据其换能方式分类,主要有:动圈方式、动铁方式、静电式和等磁式。从结构上功能方式进行分类,可分为半开放式和封闭式;从佩带形式上分类则有耳塞式,挂耳式,入耳式和头戴式;从佩戴人数上分类则有单人耳机和多人耳机;从音源上区别,可以分为有源耳机和无源耳机;有源耳机也常被称为插卡耳机。耳机价格范围在几元——数十万人民币不等,普通的价格一般在20人民币左右,稍微好些的价格在400人民币左右,如果是头戴式的话通常价格要高些。顶级的耳机,比如一些顶级品牌生产的限量版耳机其价格可以到数万人民币以上。

  分类篇

  耳机是根据其驱动器(换能器)的类型和它的佩带方式分类的。

  动圈式

  动圈式耳机是最普通、最常见的耳机,它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器,由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高,大多可为音响上的耳机输出驱动,且可靠耐用。通常而言驱动单元的直径越大,耳机的性能越出色,目前在消费级耳机中驱动单元最大直径为70mm,一般为旗舰级耳罩式耳机。

  动铁式

  是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点,从而产生振动并发声的耳机。动铁式耳机由于单元体积小得多,所以可以轻易的放入耳道。这样的做法有效地降低了入耳部分的面积可以放入更深的耳道部分。耳道的几何结构要比耳廓简单的多,属于类圆形所以一个质地柔软的硅胶套相对传统耳塞已经能起到良好的隔音及防漏音效果。

  圈铁混合

  圈铁耳机是动圈动铁混合驱动发声的耳机,有单动圈+单动铁,单动圈+双动铁的结构,动铁单元的优势在于电声转换效率高、振动体轻,因此灵敏度高、瞬态表现好,让原本动圈难以表现出来的音乐动态、瞬间细节突显出来。低频和中频由动圈单元自然呈现,发挥动圈低频下潜深与中频清晰、过渡自然的优势。动铁单元的优势与作用主要承接和补足动圈高频衰减段,从6kHz的分频点开始,由动铁单元负责高频,将高频范围进行延伸至30kHz[1] 。

  等磁式

  耳机图片等磁式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器,它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里,像印刷电路板一样,可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧(推挽式),振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻,但有同样大的振动面积和相近的音质,它不如动圈式耳机效率高,不易驱动。

  静电式

  静电耳机有轻而薄的振膜,由高直流电压极化,极化所需的电能由交流电转化,也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中,静电耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号,驱动,所能到达的声压级也没有动圈式耳机大,但它的反应速度快,能够重放各种微小的细节,失真极低。

  驻极体

  驻极体耳机也叫固定式静电耳机,它的振膜本身就是极化的或者由振膜外极化物质发射的静电场极化,不需要专门设备提供极化电压。驻极体耳机具有静电耳机大部分的特点,但是驻极体会逐渐去极化,需要更换,其寿命约5-10年。

  无线无绳

  无线降噪耳机它们由两部分组成,信号发射器和带有信号接收和放大装置的耳机(通常是动圈式的)。发射器与信号源相连,也可以在发射器前接入前级或耳机放大器来改善音质和调整音色。

  无线耳机一般是指以红外线传输信号的耳机系统,无绳耳机是指采用无线电波传输信号的耳机系统。红外耳机的工作频率从几KHz到几MHz,有效距离大约10米,耳机要在可视范围内;无线电耳机工作频率为VHF 130MHz-200 MHz、UHF 450 MHz -900MHz,大多数无绳耳机工作在UHF,可传输范围达100米,可以绕过障碍物。两副或多副无线/无绳耳机可能会相互干扰,所以选择它们的时候最好选择有多个工作频率的品种,对于无绳耳机,工作在UHF比在VHF上受干扰的可能要小。这两种耳机都有背景噪声,较高档的型号都采用了降低噪声的技术。还要注意的是无线/无绳耳机电池的使用时间,一般不应低于8小时。

  现今较先进的无线耳机采用了带aptX技术的蓝牙3.0传输,可通过蓝牙提供高级、CD般品质的音频。

  衡量篇

  音质

  衡量耳机可以用一些评价音箱的方法,但耳机的听感与音箱是不同的,音箱发出的声波在空气中衰减、发生干涉,与人的头和耳朵相互作用,耳机的声音是直接进入耳朵的。

  耳机的声音的好坏比它的技术性能更重要,由于人头和耳朵的形状是不同的,一副耳机对不同人会有不同的听感,所以推荐只能作为参考,有机会一定要亲自聆听才可以真正感受到耳机的声音。

  什么是高保真耳机?国际电工委员会IEC581-10文件中推荐的高保真耳机的主要性能是:频率范围不小于50Hz-12500Hz,目前动圈耳机的最佳频率响应为5-45,000Hz左右;典型频率响应的允许误差正负3dB;频率响应曲线的斜率不超过每倍频程9dB;在250Hz-800Hz内左右单元在同一倍频程带宽内平均声压级之差不超过2dB;100Hz-5000Hz范围内,声压级为94dB时,谐波失真不超过1%,100db时不超过3%;耳机相对于音箱的最大优势在细节上,实际聆听一副优秀的耳机应该是声音清晰、细节丰富、无可闻失真;低频深潜而清晰,得到有效的控制;整个频带要顺滑平整,高频不过亮或过暗。对于任何一副耳机,三频不可能都是十分完美的,它们之间平滑自然地连接是最重要的。

  舒适性

  耳机的舒适性也是相当重要的,使用耳机的同时如还有其它的活动也要考虑进去,一副耳机不能太紧也不能太松,应可以长时间佩带。头带和单元的可调整性可以保证不同头部形状和不同用途的使用,专业音频人员有时需要单只单元监听,单元就需要能够旋转,另外线的长度和单元的入线方式也是影响使用的一个因素。在调整头带长度时要注意:头带短,对头顶的压力大,耳罩对头的压力就小,头带长时相反,三点的压力要取得平衡才是最舒适的,对于自适应头带这个问题就不存在了。也有部分耳罩式耳机采用了五边形的设计,能够更加贴合人耳,佩戴更为舒适。

  耐用性

  耐用性在便携音响和专业领域是非常重要的,便携音响的耳机比较轻小,容易被损坏;专业耳机使用和移动频繁,线也容易被踩断和拉断,要求耳机制造的非常坚固,而且部件易于维修和更换。

  另一个与耐用性相关的是承受功率,很小的功率就可以把耳机推的很大声,超过承受功率时就有损坏耳机的可能,一般民用耳机的承受功率小于100mW,专业耳机在100mW-1000mW。高阻抗耳机的音圈抗性较强,不象低阻抗耳机音圈对功率变化那样敏感,更加耐用。

  参数

  耳机的技术参数很重要,但也可能是误导人的,参数漂亮的耳机音质未必好,参数平平的耳机声音未必不好。

  阻抗:

  耳机的阻抗是其交流阻抗的简称,它的大小是线圈直流电阻与线圈的感抗之和:Z=(R2+ω2L2)1/2。

  民用耳机和专业耳机的阻抗一般都在100Ω以下,有些专业耳机阻抗在200Ω以上,这是为了在一台功放推动多只耳机时减小功放的负荷。驱动阻抗高的耳机需要的功率更大。日系耳机相对阻抗较低,即使是像天龙D7100这样的旗舰级耳机,阻抗也仅为25欧,非常容易驱动。

  灵敏度

  平时所说的耳机的灵敏度实际上是耳机的灵敏度级,它是施加于耳机上1mW的电功率时,耳机所产生的耦合于仿真耳(假人头)中的声压级,1mW的功率是以频率1000Hz时耳机的标准阻抗为依据计算的。灵敏度的单位是dB/mW,另一个不常用的是dB/Vrms,即1Vrms电压施于耳机时所产生的声压级。灵敏度高意味着达到一定的声压级所需功率要小,动圈式耳机的灵敏度一般都在90dB/mW以上,如果是为随身听选耳机,灵敏度最好在100dB/mW左右或更高。

  音箱的灵敏度是输入1W功率在1米处产生的声压级,对于灵敏度数值相近的耳机和音箱,耳机所需的功率相当于音箱的1/1000,实际上这个数值还要小,因为很少有人在1米的距离上听音箱

  失真

  耳机的失真一般很小,在最大承受功率时其总谐波失真(THD)小于等于1%,基本是不可闻的,较扬声器的失真小的多。

  频率响应

  灵敏度在不同的频率有不同的数值,这就是频率响应,将灵敏度对频率的依赖关系用曲线表示出来,便称为频率响应曲线。人的听觉范围是20Hz-20000Hz,超出这个范围的声音绝大多数人是听不到的,耳机能够重放的频带是相当宽的,优秀的耳机已经可以达到5Hz-45000Hz。一般耳机给出的频率响应其不平坦度为正负10dB,专业耳机和某些高档耳机给出的频率响应的不平坦度为正负3dB,这就造成了许多中低档耳机频响惊人,高档耳机频响平平的现象。一只频率响应曲线真正平直的耳机它的声音不会好,因为在声音进入耳道之前已经与头部发生了作用产生了峰和谷,所以在耳机设计时常常采用均衡的办法,使耳朵所接收到的频率响应曲线是比较平坦的。

  扩散场均衡

  耳机的均衡方式有两种:自由场均衡和扩散场均衡,自由场均衡假设环境是没有反射的,如旷野;扩散场均衡则模拟一个有反射的房间,它的听感比自由场均衡要自然。国际电工委员会有关测试扩散场平坦度的方法见标准IEC60268-7。但扩散场均衡是以标准的头部形状和房间模型为模型的,它不会令所有使用者满意,也不适合一些录音,比如假人头录音。

  选择高保真耳机的原则

  卫生,选择二手耳机要考虑。

  耳机的选用

  应根据用途选用不同的耳机。如果是一般学习和听新闻用,选择头戴式,普通的电磁式耳机。若是欣赏音乐,应选用中档耳机,若为欣赏高质量音乐,则应选用高保真耳机,如优质动圈式或电容式耳机。使用方便的话,可选无线式耳机,不用连线。另外收音机的耳机,可以收听节目。

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