可独自聆听的耳机

2017-03-15 18:14分类：电子元器件阅读：

耳机与扬声器一样，也是一种常用的可播放声音的电声转换器件。它和扬声器的不同之处是，扬声器向自由空间辐射声能，可供多人聆听；而耳机则为封闭式传声，它工作时总是附着在人的耳朵上，只能供专人聆听。耳机的主要特点是体积小、重量轻、灵敏度高、音质好，它既可排除外界声响对使用者的干扰，又能避免吵扰他人，系专供个人聆听用的电声转换器件。

耳机作为一种亲密接触人耳的个人音响，仅需很小的音频输入功率，就可在耳机和入耳之间产生必要的声压，鉴于其防止外界噪声干扰和阻止他人偷听（保密）的能力很强，早就在军事无线电通讯和监听，以及工业测量仪器、电话、矿石收音机、各种便携式收音机、随身听、助听器等产品上得到广泛运用。而今，随着数码产品的不断问世和音响技术的不断发展，耳机的发展也十分迅速，已成为诸如3G手机、MP3、MP4等设备的必备附件，成为众多音响产品用户所青睐的必备昕音设备。

结构及特点

尽管耳机的种类很多，外形和用途也各不相同，但其内部构成却大同小异，常见的无外乎有电磁式（动铁式）、电动式（动圈式）两大类。

电磁式耳机的基本结构如图25-1 (a)所示，它主要由磁铁、线圈、铁芯、振动片和外壳等组成。振动片用导磁良好的材料制成，磁铁通过两个铁芯使其N、S两个磁极传至振动片的近处，并对振动片产生一定的吸力，使得振动片在平时略微弯曲。两个铁芯上面分别绕有线圈，构成了电磁铁。当音频电流通过线圈时，电磁铁就产生交变磁场，并叠加在磁铁所产生的固定磁场上，使总磁场得到增强或减弱，于是振动片在原有磁铁吸力的基础上进一步弯曲或放松，并带动周围空气作相应的振动，从而通过出声孔发出声音、，有细心的读者会问，这里为什么要用到磁铁？好像有没有它并不影响耳机的发声！是的，不用磁铁同样可以发声，但实践证明，采用了合适的磁铁，可显著提高耳机的灵敏度，消除频率失真，电磁式耳机的线圈有高阻抗和低阻抗两种，它的特点是结构简单、制作容易、性能可靠、灵敏度高，但其频率响应较差，音质不是很好，主要用于语音的收听等。

电动式耳机的基本结构如图25-1( b)所示，它主要由环形磁铁、铁芯、音圈、纸盆、盆架、外壳等组成，其结构和工作原理与电动式扬声器相同。当音频电流通过音圈时，音圈产生的交变磁场与磁铁的恒定磁场相互作用，使音圈带动纸盆按音频频率振动，推动空气发出声音。显然，动圈式耳机就是一个微型化的电动扬声器。由于尺寸的限制，动圈式耳机常以低阻抗形式出现．，动圈式耳机具有灵敏度高、频率特性好、低音较为丰富等特点，常用于高质量的监听系统和音乐节目的收听。

除了以上两种最常见的结构外，还有结构和换能方式截然不同的静电式（电容式、驻极体式）耳机、压电式（晶体式）耳机等，一般市场上很少见到。

外形和种类

常用耳机的实物外形及分类如图25-2所示。耳机的使用特点决定了它必须具有抗拉、耐折的优质引线和与音源设备上音频输出插座相匹配的插头等，插头和引线是耳机的有机组成部分。显然，插头和引线的主要作用是馈送音频电流信号，耳机才是工作的中心，由它完成“电声”转换。

耳机的种类很多，按照外形结构的不同，可分为头戴式、耳塞式、耳挂式、耳罩式、听诊式、帽盔式和手柄式等多种类型，图25-2 (a)所示为最常见的头戴式耳机、耳挂式耳机和耳塞式耳机；按能量转换方式的不同，可分为电磁式（动铁式）、电动式（动圈式）、压电式（晶体式）、静电式（电容式、驻极体式）、平膜式、平板式等类型，图25-2 (b)所示为最常见的电磁式耳机和电动式耳机；根据声道数量的不同，可分为图25-2( c)所示的单声道耳机和双声道耳机两种，双声道耳机也称为立体声耳机；根据输出阻抗的不同，可分为图25-2( d)所示的低阻耳机（阻抗有4Ω、8Ω、1 6Ω、32Ω等）和高阻耳机（阻抗为数百欧姆至数千欧姆）两大类。

另外，根据耳机传导方式不同，可分为常见的气导式（速度型、位移型）耳机、不常见的骨导式（接触式）耳机；根据耳机音频还原性能的不同，可分为普通耳机和高保真耳机；根据耳机与耳朵之间接触材料及其腔体结构的不同，可分为封闭式耳机、开放式耳机和半开放式耳机。根据耳机有无引线，可分为普通有线耳机和无线（无绳）耳机。无线耳机一股采用红外线或无线电方式传输音响设备的信号，一般均由信号发射器和带有信号接收与放大装置的耳机两部分组成。

主要参数

耳机主要有以下5项重要参数，需要在选用时予以关注。

①标称阻抗。这是指耳机对于一定频率（如1kHz）的交流电信号所产生的阻碍作用，它是耳机的重要参数。使用时，要注意阻抗的匹配，即耳机的标称阻抗应与音频功率放大器的输出阻抗相一致，这样才能获得最大不失真输出功率。

②频率范围。又叫频率响应，这是指耳机重放音频信号时的有效工作频率范围。常见高保真耳机的频率范围为20Hz - 20kHz，高性能耳机为16Hz - 25kHz。

③灵敏度。这是用来反映耳机电声转换效率的一项重要参数。具体是指向耳机输入1mW的音频功率时，耳机所能发出的声压级（声压的单位是dB，声压越大，音量越大）.耳机的灵敏度越高，就越容易出声，越容易被驱动。一般耳机的灵敏度应不小于90dB/mW，高灵敏度耳机则为100 - 116dB/mW。

④谐波失真。耳机在重放某一频率的正弦波信号时，除了输出基波信号外，还产生了因多次谐波而引起的失真，这种失真就称为谐波失真。一般耳机的谐波失真可小于2%，高保真度耳机可低于0.5%，甚至低至0.2%。

⑤额定功率。这是指耳机谐波失真不超过某一额定数值时，允许输入耳机的最大电功率。

型号命名

国产耳机的型号命名多由4部分组成，其格式和含义见图25-3所示。第1部分用字母“E”表示耳机的主称。第2部分用字母表示耳机的类型，其中“D”代表“动圈式”， “C”代表“电磁式”， “Y”代表“压电式”， “R”代表“静电式”等。第3部分用字母或数字表示耳机的特征，其中“S”代表“耳塞式”，“G”代表“耳挂式”，“Z”代表“听诊式”，“D”代表“头戴式”， “C”代表“手持式”， “L”代表“立体声”等。第4部分用数字表示产品序号。例如，型号为EDL-3，表示这是立体声动圈式耳机；型号为ECS-1，表示这是电磁式耳塞机。

实际当中，各厂家对耳机型号的命名并不统一，可谓各行其事，无规律可循。由于耳机的型号并没有直接反映出产品的主要电声参数信息等，所以衡量一个耳机的性能优劣，不仅要看其型号（包括品牌），更要看厂家说明书或直接印在产品包装盒上面的主要参数指标。通常情况下，对于不同型号的耳机，只要标称阻抗和引线插头规格相同，一般均可以直接代换使用。表25-1集了一些常用国产耳机的型号及性能参数，仅供参考。

表25-1 常用国产耳机的性能参数
型号	换能方式	频率范围（Hz）	标称阻抗（Ω）	灵敏度（Db/Mw）	谐波失真 (%)	额定功率（mW）	结构形式
SHS-4		300~ 3.5k	10k	≥150			头戴式、单声道
SHS-5		550~3.5k	10	≥6
SHS-6		450~3.5k	2.5k	≥80
EX-141		300 \|~ 3.5k	10	≥100			耳塞式、单声道
636		200 ~ 3k	1.5k. 3k. 5k	≥100
SY-71		300 ~ 3.4k	1.2~10k
EEL-1	等电动	20~20K	20. 150	93	≤0.3		立体声
EDL-1		20~18K	32	106
EDL-1C			8. 20. 200	〉108	〈1
EDL-1D			20	〉108	〈1
EDL-1E		20~20K	20	〉105			头戴式、立体声
EDL-2			8. 40. 200	108	≤1		头戴式、立体声
EDL-903			8. 40. 200	≥108	〈1
EDL-25		20~18K	50	116	〈1
K420		13~27K	32	125		30
EDG-1	动圈式		8. 20. 200	108	≤1		耳挂式
EDG-1		20~20K	1k. 1.5k	102	≤1
M08A			32	112		2	耳塞式、立体声
EP10		50~20K	16. 32	101		10
EP-480		20~20K		112		10
DH-905				95			耳挂式、带话筒
Q18MV			32	105		15	耳挂式、带话筒
SM-908		8~22K	32				头戴式、带话筒
CD- 790M		20~20K				100
CT-770		20~20K	16. 32	95
DT-2102		18~19K	32	94		100

产品标识

常见耳塞式耳机几乎都不在产品外壳上标出型号和有关参数，仅体积比较大的头戴式、耳挂式耳机，才在产品外壳上标出制造商铭牌和产品型号来，如图25-4( a)所示，要了解产品的主要参数，需查看产品包装盒或说明书，如图25-4( b)所示。由于耳机的外形特征明显，所以使用者一眼就可以确认出耳机的身份。

根据耳机的外形及大小，可判断出是耳塞式耳机、头戴式耳机，还是耳挂式耳机等，如图25-4( c)所示。根据耳机奇偶数和插头电极（芯）数，可区分出单声道耳机和双声道（立体声）耳机，如图25-4( d)所示。双声道耳机的两个外壳上分别标出“L”和“R”字样，其中“L”( LEFT)表示左声道， “R”(RIGHT)表示右声道，如图25-4( e)所示。单声道耳机的插头（采用二芯插头）有两个电极——芯线电极和地线电极，双声道耳机的插头（采用三芯插头）有3个电极——左、右声道的两个芯线电极和一个公共地线电极，其具体电极名称如图25-4 (f)所示。

现在供多媒体电脑和手机使用的耳机，大多数将耳机和话筒（麦克风）整合为一体，这就是人们常说的“耳麦”，其典型构成如图25-5( a)所示。耳麦的引线上多串有一个可手动操作的耳机音量大小调节器，以方便使用者随时调节音量。对于耳塞式的耳麦，通常将话筒和耳机音量调节器组装在同一个壳体内，部分头戴式耳麦的话筒，亦采用这一简便方式安装，如图25-5 (b)所示。

手机常用的单声道耳麦，一般只有一个三芯插头，如图25-5 (c)所示，而多媒体电脑等使用的双声道耳麦，一般有两个三芯插头，各电极名称如图25-5 (d)所示。并且两个塑封插头上面分别标有话筒和耳机的标识，同时按国际通用标准以粉红色塑封插头为话筒插头，以浅绿色塑封插头为耳机插头。需要指出的是，大部分话筒的插头采用两线输出式，即偏置芯线和话筒信号输出芯线“合二为一”，这种插头看起来是三芯插头，实际上只起到二芯插头的作用。