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[音频] 浅谈无线耳机的发展

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发表于 2016-6-5 | |阅读模式
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    近年来随着人们生活水平的不断提高,生活中各种随身设备不断增多,人们往往被各种线材所缠绕,给生活工作造成一定的不便。为了使耳机产品使用更加便捷,各大公司大力开发无线耳机,其信号传输先后经历了FM调频、红外、2.4G技术、蓝牙、kleer等技术升级演变,每一代技术都在不断提升传输带宽、速度以及听觉品质,同时也降低了高质量视听设备的成本。下文就当前无线耳机的发展作一简要的介绍。) D- d2 ?) ?. w  O/ ~# f) \' _
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    1.FM无线耳机
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9 v0 H' z% J2 x* p" a/ b  i    FM是英文频率调制的缩写,简称调频。采用FM技术的无线耳机,出现的时间较早,其原理就是将音频信号通过FM发射机发射,同时在耳机中装上FM接收电路,就成了既能收听特有信号源又能收听调频广播的耳机了。由于FM调频技术原来主要用于无线电台广播,所以适合于远距离、大面积的接收,但其最高22kHz的采样率被称之为“收音机音质”,所以FM无线耳机音质较差、保密性不强、易于受到干扰。同样因为FM技术主要用于单向传输,FM无线耳机也无法集成无线话筒。上述特点使得FM无线技术通常用于低端耳机产品,它的价格十分低廉,广泛应用于外语听力训练、外语听力测试以及同声翻译等,市面上所售国产FM无线耳机品牌众多(见图1),参考售价为:RMB50-500元。$ k% J2 b) I' h. C" z7 c0 B

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图1   得胜调频无线耳机UHF-948FM
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    2.红外无线耳机% V1 K& ?6 {3 s

. m( W3 _" g. q    红外线属于光波,除强光外很少有能影响到红外无线的传输,因此稳定性较好,广泛应用于各种遥控器、无线鼠标以及早期的手机。红外无线技术最大的优点在于带宽,也就是说采用红外无线技术的音频产品可以传输大容量的信号,音质效果较好。
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    SONY公司出品的MDR-IF240RK耳机采用的就是红外无线传输技术(见图2)。看电视不用担心影响到家人,传输距离长达7m,即使在房间随意走动也不用担心信号范围覆盖不到。这款耳机采用了直径30 mm的驱动单元,可以让听者感觉到震撼的低频效果,夜深人静时观看电视、电影或欣赏体育比赛,都有很好的效果。  y2 H+ s; P( t' g* p
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+ ]" ?3 \! F9 h0 V图2  SONY红外无线耳机MDR-IF240RK  h- i1 j8 s, o+ a- P

- E0 s( g, b6 q  S    但红外无线技术的缺点也是显而易见的,首先其对指向性要求极高,很容易因为角度稍稍偏离导致无法接收信号;其次红外传输距离较短,一般有效距离在10m以内,另外红外无线传输对于发射功率要求较高,因此耗电量较大,如果时常需要更换电池或充电实在有违无线耳机便捷的本质。
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/ Z/ K4 F  ?! R% a$ U/ q    3. 2.4 GHz无线耳机" d8 ?- _" u: N6 m0 W
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    2.4 GHz无线技术的耳机采用的是2.4 GHz频段无线载波技术和P2P通信协议。从传输速率方面来看,理论上要达到“CD级音质”的音频传输速率需要达到1.4 Mh/s左右,目前采用P2P协议的2.4 GHz无线传输方式数据量可以达到2Mh/s,所以基本可以达到无损传输的要求,同时可以集成无线话筒实现双向工作的功能。
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    Audio-Technica有一款不错的2.4 GJHz的数字无线耳机—ATH-DWL5000(见图3)。* B; f! @- `$ {7 p. M0 V& G
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图3  Audio-Technica无线耳机ATH-DWL5000& W: f& ~  Y7 o! Y5 |

. P5 @9 t5 X. z% o    该机采用53 mm 直径单元,佩戴时可以完全包住耳朵,耳廓部分空间很好。信号接收有效距离在30 m左右。需要注意的是ATH-DWL5000有A/B两种模式可选,在A模式下采用1耳机对l台发射器的形式(见图4),可发送24it的数字信号;而B模式则有复数耳机同时接收,可供多人使用,只能传送16 hit的数字信号。ATH-DWL5000有5.1模拟多声道效果,定位感很不错,参考售价为:RMB5 000元。5 h( a1 P  \3 B# J5 Q7 M7 [

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) p: b: ?  S# k) f$ e; d% Y: P' |图4   Audio-Technica无线耳机ATH-DWL5000发射器
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    SONY公司也有一款性价比相当高的7.1声道无线耳机-MDR-DS7100(见图5)。这款耳机采用了2.4GHz无线技术,50mm尺寸的发音单元,放音质量极为出色。采用了SONY“VirtualphonesTechnology”虚拟环绕声技术,耳机的环绕效果提高很显著。支持MPEG2AAC、DolbyDigital、DTS、DTS-ES、DolbyNRprofessionallogicllx,设计有专门的游戏模式,具备实时信道选择功能,可避免电波和其他设备干扰。参考售价为:RMB2100元。
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图5 SONY无线耳机MDR-DS7100- j1 b- _* O9 d+ J

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    2.4GHz技术的无线耳机本身功率消耗不高,相对比较省电。通过加大发射器功率,还可以有效提高传输距离。随着电脑网络的普及和视频通话的发展,2.4GHz无线耳机的应用领域可谓相当广泛,市场前景看好。
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# |6 ?' d! u. ?    4.蓝牙耳机  o4 [6 t% W+ z4 R* B- J' g; i: A/ e

$ d9 a; W" H  }    蓝牙技术也是一种基于2.4 GHz技术的无线传输协议,由于采用的协议不同,所以区别于其他2.4 GHz技术而被称之为蓝牙技术。目前,蓝牙技术应用最广的就是蓝牙耳机。由于大部分的手机、笔记本电脑、MP3都集成蓝牙功能,所以使用蓝牙无线耳机在大部分情况下本身不需要设置发射机,使得用户成本降低。其次,蓝牙耳机保密性佳,这点是因为2.4 GHz的频率特性所决定的,使得采用蓝牙技术制作的耳机不容易产生跳频或被窃听。$ T& Z  v' u6 I6 C  Z7 Q6 k
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    JBL为苹果Ipod设计了一款立体声蓝牙耳机——JBL reference 610(见图6)。这款耳机配有专用蓝牙适配器(见图7),适配器采用Ipod专用接口。耳机的左侧下部位置,设有一个USB接口,除了可以对内置的锂电池充电,还能连接3.5 mm音频连接线作为普通耳机使用,在无障碍的环境中,10m以内接收非常良好。JBL reference 610在人声及高音方面都相当出色,音色略微偏暖,低中高频感觉比较均匀,衔接非常顺畅,低频的密度感适中;立体感良好,声场的宽度和深度适中。总体来说,音质表现良好,参考售价为:RMBI 920元。' d+ K. I/ q# ~2 r- J% Y, ~: r
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0 t# M- L* Q- ?2 A( o# |/ o" m图6 JBL蓝牙耳机reference 610
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图7 JBL reference 610的蓝牙适配器% g& D/ i/ x( S
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    Sennheiser出品的MM450 travel蓝牙降噪耳机采用头戴式造型,支持Bluetooth 2.1+EDR版本,集成了主动降噪技术,可以最大程度降低环境噪声对音乐的干扰,MM450 travel还集成了全向话筒,非常适合旅行时使用。造型设计采用和Sennheiser经典产品PXlOO等相同的折叠式设计(见图8)。作为蓝牙无线旅行耳机,减小体积,方便携带是很重要的。Sennheiser这款耳机解析力强,在不开启降噪功能的状态下,高频中规中矩,中频密度良好,人声表现很出色,低频稍差,声场纵深感不明显,但是下潜深度和速度弹性等层感方面都很不错。开启降噪功能后,低频得到提升变得浑厚,中频更为厚实。但是整体听感显得少许浑浊,参考售价为:RMB3 999元。
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/ q1 B, P: a2 k- A, w. U图8  Sennheiser蓝牙降噪耳机MM450
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, h: W! D8 G# [) b& x    需要注意的是,蓝牙技术设计之初是用来传递数据的,传递方式为包传递,也就是等到一定的数据量之后打成一个数据包,然后发送出去。而这样的传输方式就会造成声音回放的延时。
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/ H2 }8 q0 h4 N    5. Kleer无线耳机5 g3 C; R! S7 N! x) t0 j. w# f

, {" z+ [  o$ p1 U9 T    Kleer无损数字传输技术是基于2.4 GHz传输频率的通信技术,利用二次抽样的无线电波结构来保证在可靠的2.4 GHz频率上传输无损的CD质量数字立体声音频。使用Kleer技术的KLR3012 RF音频模块能通过2.4 GHz的频段以2.4 Mb/s的速度将数据传输lOm以上的距离,频响20 Hz-20 kHz,失真率小于0.1%,并且传输延迟非常小。所以能保证音乐文件高保真、无损传输。Kleer不需要在使用之前配对,一个发射器可以同时传输给四个Kleer播放设备,耗电量只有蓝牙的1/5到1/10。Kleer的无损数字传输方式的耳机不会出现像蓝牙那种声音被压缩的感觉,而是整体感觉透亮、清澈,解析力强。Kleer的无损数字传输技术的缺点就是在于成本过高,由于该技术为SMSC公司独有,所以在专利费及研发费用上要高出不少,使得其普及难度加大。* D$ f; D- Y) Z$ G/ \
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    Sennheiser公司推出无线动圈耳塞MX Wl,外观十分小巧,使用Kleer无损数字传输技术,可以享受到CD级音质的Hi-Fi立体声感受。耳机的频率响应为19Hz~20kHz,灵敏度115dB,阻抗是32Ω。MXW1有两个独立的接收器,无需设置。两个耳塞之间没有连线,完全独立,让人们省去被耳机线缠绕的困扰(见图9),参考售价为:RMB4 999元。! ~) o5 c0 n1 v  ]

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图9 Sennheiser无线耳机MX Wl  ' a& _7 y7 E( G" A
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    AKG K840 KL(见图10)无线耳机也采用了kleer无损音频传输技术,可以通过稳定的2.4GHz电波,传输完整不经过压缩的16bit立体声音频信号,确保信号无损,传输距离超过20 m,灵敏度为120 dB,阻抗为32Ω。此款耳机的无线发射器为通用的3.5 mm接口,对目前市面上大部分音源均有极佳的兼容性。AKG K840KL的电池续航能力极强,最长可达28个小时。AKG K840KL享有CD级音质,中高频十分柔美,声场宽大,良好的高频延伸,细腻丰满的中频音色,低频干练,是一款音质很好的无线耳机。参考售价为:RMB5 500元。
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# P! ^, |4 k4 q: }- @ 图10 AKG Kleer无线耳机K840KL
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4 a) a, r$ V! ]% d. I    Sennheiser的RS180采用了开放的包耳式设计,耳机的两侧都可以透气(见图11),提供了出色的音频效果;配备了均衡控制和自动等级控制;通过均衡控制可以调节左右耳的音量,而自动等级控制可以提高语音清晰度,确保耳机总是能够达到最佳的音频重现;接收距离在无障碍情况下可达到100 m。就主观音质而言,RS180继承Sennheiser -贯沉稳大气的风格,具有较为丰富的低频量感,下潜深度到位,弹性表现良好,控制力不错,即使在音量调节到很大的情况下,也能保持原始的声音分布特性,没有失真,高频明亮,延伸感较好,中频和低频连接紧密,有穿透性,听感厚实,声场宽度比纵深度好,是一款全能的kleer无线耳机,参考价格:RMB2 930元。
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图11Sennheiser无线耳机RS180
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    6.结语
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$ p6 |$ K( L& I% r1 K) M    上述介绍的无线耳机产品,为人们的出行及活动提供了便利,人们可以不必受制于耳机线的长度自由活动。通过传输技术的改进,无线耳机品质也得到了很大的提升。然而,无线耳机的解码重放是影响音质的关键,由于体积限制,优质的解码放大线路很难在无线耳机上实现,音质方面仍有待提高;其次,数字技术标准的不统一导致技术分散及成本过高,这些缺点都是以后的无线耳机仍需改善的。随着年青一代对高科技的追求,使用无线耳机已逐渐成为一种时尚潮流。
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