拨云见日看耳机耳机知识扫盲课之结构篇

月夜轻乐 · 发表于 2010-5-19

耳机的组成结构、工作原理都与喇叭很相似。耳机也是由磁路系统与发音系统两部分构成。下面以常见的耳机为例，来介绍耳机的结构及发音原理。

　　下图图中所示是两种常见耳机，图(a)为耳塞式耳机，体积小巧，多塞入耳朵使用，常简称为耳塞。它由插头、导线、耳塞三部分组成，插头和导线馈送音频电流信号，耳塞是才耳机工作的中心，由它完成电一声转换。这种耳机只能塞入一个耳朵听，也称为单耳机，与之配套的导线是两心线（或说两根导线），插头使用单心插头。图(b)所示耳机由全属架、双耳机、四心线、双心插头组成。应用时将金属架框在头上，两个耳机便盖在耳朵上，所以称为头戴式耳机。金属架有一定弹性，耳机外表包有一层海绵，所以两个耳机能够紧贴在两个耳朵上，这样感觉柔软舒适，也使声音传播成为密闭式，不会影响别人。头戴式耳机配套使用四心导线，每个耳机有一根地线和一根音频信号线，也有的共用一根地线而采用三心线。这种耳机配用双心插头。图c)所示是耳机的图形符号，耳机的文字符号用B表示。

常见的两种耳机

　　　一个典型的头戴式耳机，由5大部分组成，分别为头带[又称头梁]、耳壳、驱动器、导线、耳垫。

耳壳

　　耳壳是最重要的部分，它相当于音箱的箱体，你也可以把它理解为一个超小的音箱。里面安装了一个[或多个]驱动器，用于发声。

　　耳罩是头部与发声单元接触的部件，它对于动圈式耳机是至关重要的，其功能是将低频反射回来，保证低频的重放。耳罩一般有两种样式，一种压在耳朵上，叫压耳式耳罩(Supra-aural)，另一种耳罩呈杯状，环绕着耳朵，叫绕耳式耳罩(Circumnaural)。耳罩要尽量的柔软舒适，其内部一般填充海绵，外面蒙上皮革或绒布。耳罩使用的材料对中频和高频有吸收作用，它使耳朵与振膜形成一段距离，并在耳机和头部间形成一个腔室。大型的绕耳式耳罩内部空间大，声音可以作用于耳廓，形成较好的空间感。一只设计良好的耳机已经充分考虑了耳罩的作用，所以中高档耳机的耳罩是不可以损坏或随意更换的。

　　耳机在声学结构上与音箱有区别，耳机的声学设计基本不需要考虑声短路的问题。耳壳大部分采用塑料材质制造，主要的原因是易于造型以及塑料材质本身可以做到非常轻巧。也有少量的耳机使用木壳、铝壳，这些材质的应用并不是为了音质，而是外观设计的需求，对于耳机来说，1毫米多厚的塑料壁厚已经十分坚固了

从耳壳障板上摘下驱动器

　　驱动器，或称为耳机扬声器。这是耳机的发声部件，大部分为电动扬声器结构，也是俗称的动圈，它的结构与大部分音箱用扬声器没有大的不同，一样是利用音圈通电后形成电磁体，与永磁体产生吸斥作用，推动振膜发声。

动铁耳机拆解-动铁单元内部的结构

　　在耳机扬声器的设计当中，还有一类比较盛行的，即动铁驱动器。这类驱动器主要用于耳塞式的耳机设计当中，头戴式耳机中几乎不会采用。

入耳式动铁耳机拆解-看看导线结构

　
　　耳机的引线是耳机放大电路输出端与耳机音圈的连接线，导线的作用就是为驱动器提供电信号，导电材料主要为铜，偶尔也有银线，，优质耳机线常采用多支线芯的无氧铜(OFC)线，经过严格的绝缘和屏蔽处理，杜绝铜内杂质对信号传输的影响和外界杂波的干扰。为了增加抗拉扯的性能，往往还会加入尼龙丝，增加线材的强度。
由于耳机是贴耳聆听，人耳对信号的变化会更加敏感，因此导线本身的质量可能会影响到音质，有些耳机的设计，将导线设计为可拆卸的方式，方便用户换线。导线对音质的影响到底有多大？这是一个争论话题，不过可以肯定的是，很多结论把导线的作用夸大了。

　　耳机线的末端是插头，有两种规格：6.35mm和3.5mm，即平时所说的大小插头，6.35mm插头用于专业音频和民用音频设备，3.5mm插头用于便携设备。一般高保真耳机会提供插头转换器，保证耳机在各种设备上的使用。中高档耳机的插头是镀金的，这不是为了漂亮，主要是为了防止插头氧化影响声音，由于金光滑柔软，还可以提供尽量大的接触面积。低档耳机常采用镀镍插头，这样虽然也可以防止氧化，对声音却有一定的负面影响。

头戴式耳机-头带[又叫头梁]

　　耳壳不可能直接贴附在耳机上，于是有了U型支架的设计，这个支架被称为头带或者头梁。它就是一个夹子，将两个耳壳夹你的头上。头带的功能是固定左右发声单元，将其置于头的两侧，它的结构和它与单元的连接方式决定了头带和耳罩对头部的压力，影响着耳机佩带的舒适性。因此头带一般都是设计为可伸缩，以适合不同的头型，在头带连接耳壳的部分，也可以做一定角度的调节。头带经过演化，发展出了后挂式耳机，其基本结构与头戴式相同。有些头带的设计可以自动贴合头型，这种被称为自适应头带。

头戴式耳机-耳垫

　　耳垫能缓冲头带压力，也是直接贴附皮肤的部分，它对佩戴的舒适度也有直接的影响，它的主体材料多数为海绵，表面材质则有了各种各样的不同，有人造革、真皮、绒布、网布等等。不同的材质有着不一样的表现，而这个容易被人忽视，有些材质在接触人体的汗液后，会发生迅速老化的作用，出现褪色、掉渣等问题。长期使用，海绵的弹性也会逐渐消失。

　　耳垫不只是一个和舒适度有关的器件，它也是重要的声学结构构成部分，它能包围驱动器到耳朵之间的空间，形成腔体，它对音质的影响很大，最为典型的例子就是漫步者的H800，改动耳垫就能改变音质。

月夜轻乐 · 发表于 2010-5-19

Edifier 漫步者 H260 入耳式耳机暴力拆解-拆开耳壳

　　耳塞式耳机体积比头戴式的小巧许多，其耳壳总量很轻，直接塞入耳孔也不至于跌落，因此头带被简化，但有些耳塞式耳机为了更好的佩戴，发展出了耳挂。除此之外，耳塞式的耳机结构与头戴式的基本相同，由耳壳、导线、驱动器、耳垫组成。

入耳式动铁耳机-附赠的硅胶塞

　　耳垫演化成硅胶套、海绵套，它的作用依然是隔音为主，也能让佩戴更加牢固。它们依然对声音能造成影响，作用不可小视。
入耳式耳机一般配有各种尺寸的硅胶套，目的就是为了封闭耳道，建立一个封闭的腔体。

海绵耳套

　　耳塞式耳机一般也配送这种海绵耳套，它的作用与硅胶套相似，也是尽可能的封闭耳道，建立腔体。

耳机声学腔体示意图

　　如图所示[这图画得不好……]，可以看到，耳机佩戴完成后，会形成两个腔体，这两个腔体有时被称为前腔和后腔，为了标识更加方便，我们标注为A和B。腔体的不同，是耳机与音箱在声学结构的最大不同。因为这个巨大的不同，也会导致耳机振膜所受作用力的不同，以动圈扬声器为例，通电后，振膜前后运动，驱动空气发生，此时AB腔体的气压就产生了变化，一个变强一个变弱，然后会在相互作用力下更快速的恢复平衡，表现为振膜快速复位，这显然会对振膜振动状态产生影响。于是，控制扬声器的做工状态多了一种技术手段，就是通过“透气”的方法控制AB腔体的气压，调整扬声器工作时，AB腔体的气压差，调整手段就是开孔、贴半透气的调音纸、透气或不透气的耳垫等等。开孔的被成为开放式，完全密封的称为密闭式，开放式的有漏音现象出现。

　　如果你对这段描述不是很理解，可以使用入耳式耳机来体验一下，使用密封良好的硅胶耳套和密封略差的硅胶套，会听到不一样的效果，原因并不是“声音漏了”，而是振膜没达到设计的状态。大尺寸耳机也可以尝试摘掉耳垫或者压紧耳垫的方式来体验，不同方式下，声音会有明显区别，因为声学结构产生变化了。

极细微NANO音频发射器

　　随着无线耳机的兴起，耳机的结构也进一步的被改变，在传统耳机的基础上，耳壳中的内容增加了，增加了解码电路、供电系统，以及还得配合一个发射器使用，但省掉了导线。蓝牙耳机不要发射器，原因是发射器被集成到了音源设备当中。

电路板正面

　　近些年，还有一些集成播放器的耳机出现，这类耳机依然基于传统耳机进行结构改进，耳壳中加入了解码电路、读卡器、电源等，这类耳机一样不需要导线，也不需要发射端，能够自成系统的使用。

月夜轻乐 · 发表于 2010-5-20

回复 8# 秦山神路

谢谢词友，看到我心里去了，难得难得。:handshake

sibelius · 发表于 2010-6-7

欣赏支持！！！:victory::victory:

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[技术] 拨云见日看耳机 耳机知识扫盲课之结构篇

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