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什么是耳机?耳机的工作原理?

来源:
2023-01-09
类别:基础知识
eye 84
文章创建人 拍明芯城

  如果你曾经去过摇滚音乐会,听到音乐从巨人中砰砰作响 扬声器,你会知道声音可以带来强大的冲击力。 然而,有时我们想更安静、更亲密地欣赏音乐,或者 在别人不想听我们正在听的地方。 火车和飞机已经够嘈杂了——想象一下那里的嘈杂声 如果每个人都坐在他们面前的大型立体声系统,那将是这样! 在这样的时代, 耳机 让我们静静地撤退 进入我们自己想象的世界。让我们仔细看看它们内部有什么以及它们是如何工作的!

  照片:我的开放式Sennheiser HD-485耳机。您在这张照片中看到的大部分内容都是化妆品:它对您听到的声音质量几乎没有增加。但重要的是要记住,耳机必须在合理的时间内佩戴舒适,否则会浪费你的钱。柔软的衬垫听筒和头带顶部的泡沫衬垫使这些非常舒适。它们制成的塑料足够轻,不会压在你的头上,但又足够坚固耐用,可以承受磨损。另一个很酷的功能是可拆卸的引线:有一个插孔插头,电线连接到耳机的主体上,您可以轻松拆卸和更换。

  耳机:固定在耳朵上的微型扬声器

  耳机(通常被DJ和工作的人称为“罐头” 收音机 广播) 工作方式与扬声器完全相同,因此您可能需要查阅我们的文章 扬声器 如果您不确定他们如何使用 磁性 要转为电气 能源 变成声音。

  扬声器和耳机之间最大的区别当然是尺寸。 扬声器需要设置房间内所有空气的流动,以便您可以听到声音 它正在制作,但耳机中的扬声器只需要移动耳朵内的空气量 渠。这就是为什么它可以更小,更谨慎的原因。

  大型耳机本质上只是安装在带子上的两个扬声器,可以牢固地夹在头上。耳塞的工作方式相同,但正如您所期望的那样,耳塞内部的所有东西(磁铁、线圈和发出声音的振膜锥体)都缩小到更小的尺寸。

  扬声器往往被内置在“外壳”中(工程师称之为“外壳”——我们其他人称之为“盒子”),以放大它们的声音并保护它们免受损坏。如果您仔细观察,您会发现扬声器外壳通常在前面或后面有开口,因此空气可以更自由地进出它们以产生体面的声音。耳机和耳塞也是如此,它们有两种主要类型。顾名思义, 封闭式耳机 密封在后面,因此(理论上)没有声音逸出(或从外部泄漏),而 开放式耳机 在后面和前面都向空中开放。许多人发现开放式耳机听起来更好,但大部分噪音会泄漏到您周围的房间并惹恼其他人,而来自房间的“环境”噪音很容易穿透开放式耳机并惹恼您。如果这是一个问题,您需要封闭式耳机或 降噪耳机, 这使得完全切断自己很容易。

  耳塞的工作原理

  拆开破碎的东西是了解它们如何工作的好方法。 如果您是年轻人,请先询问成年人以确定您想要什么 拆卸真的很安全.

  这是我坏了的耳塞,我已经把背面从它身上弹出来了。您可以看到电线是如何运行的 通过主案到 里面的线圈。我们需要两根导线来构成电路:一根承载 电流从立体声进入线圈;另一个又把它带回来了。

  

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  接下来,我将耳塞翻倒并弹出前盖。 前盖是 塑胶 光盘上有孔,让声音 进入你的耳朵。在它后面有一个非常小的圆锥体。这几乎不是 不过,圆锥形:它是一个扁平的透明圆盘,由非常 薄而有弹性的塑料,当你移动它时,它会非常皱巴巴和噼啪作响。 你只能看到微小的金属线圈(红色) 附在它上面。

  

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  总而言之,这些是构成您的所有位 耳塞:

  

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  后壳:将所有东西放在一起。电线通过底部的一个孔向上延伸。

  前壳:这是面向耳朵的部分。有时用一个小布袋覆盖以保持清洁。

  密封:这个橡胶圆圈将前壳夹在后壳上,将两者固定在一起。

  电线:将信号从立体声传输到扬声器。

  磁铁:扬声器背面的永磁体。这是耳塞最重的部分,占其重量的绝大部分。

  线圈:当 电力 流经它。

  透明塑料锥体:移动时会发出声音。

  更大的耳机如何工作

  正如您所期望的那样,更大的耳机内部没有什么根本的不同:它们是 只是您在耳塞内找到的放大版本。

  幸运的是,我的新Sennheiser耳机的到来受到了很好的关注。 很快,我的老一对终于崩溃了。我本可以修理它们,我的朋友,但为了利益 出于你的好奇心,他们已经同意将他们的内心留给医学科学!

  让我们看看打开它们时会发现什么:

  这是我的旧开背耳机的两个听筒之一,带有轻质泡沫盖 并移除电缆。请注意,“开放式”对于您在这里看到的内容来说有点轻描淡写:耳机 几乎完全向空气开放,并围绕一种塑料辐条设计建造。发出声音的振膜位于中心。向外辐射的开放式辐条用于使 耳机尺寸合适,可以遮住耳朵,而不会使其太重或不舒服。

  

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  现在我弹出了包含扬声器的中心部分:

  

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  掰开保护性塑料“辐条”,可以看到后面的透明塑料锥体/隔膜。您还可以看到它后面的一些小孔(米色圆点),这些孔让声音从背面发出,让振膜更自由地来回移动。

  

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  现在是痛苦的部分。打开振膜锥体(它的塑料比耳塞中的塑料厚得多),您可以看到固定在其上的线圈(红色带)和后面的永磁体(银和金)。线圈位于插槽中,就像一条在磁铁外部松散运行的带子:

  

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  这是隔膜锥和线圈的另一个镜头:

  

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  您可以在我们的 Flickr.

  谁发明了耳机?

  为什么呢?早期的扬声器是非常笨重的东西,在 19世纪末和20世纪初,当音频设备同样笨重时,那里 没有明显,直接的理由将“声音再现机器”缩小到耳朵的大小。 那么耳机和耳塞是如何以及为什么出现的呢?基本上有三个原因。

  首先,耳机和耳塞可以用比大扬声器低得多的输入功率再现声音,因此它们可以很好地与简单、低功率的音频设备配合使用。 如果您曾经制造过水晶收音机,您就会知道无需电池或电源即可完成。 任何类型的来源,只要您使用所谓的 水晶听筒,通过 压电 使用很少的输入能量(来自传入的无线电波)。 一些早期的听筒甚至不那么复杂。你可以听托马斯·爱迪生的录音留声机(现代的先驱) 唱片机) 使用放大“喇叭” (扬声器的祖先)或塞进去的类似听诊器的管子 您的耳朵(耳塞的祖先)。

  其次,尽管音频设备很笨重,但仍然迫切需要便携性。 早在1891年,一位名叫欧内斯特·梅卡迪埃(Ernest Mercadier)的法国人就为一项申请了专利。 “毕电话” (一对入耳式电话听筒)看起来非常像现代耳机, “应足够轻,以便在操作员头上使用时携带,其次,改进的固定方式。” 便携性显然是必须的 军事;开发耳机的关键原因之一是飞行员和战场士兵必须清晰而谨慎地听到声音。你不能在嘈杂的二战战斗机的驾驶舱里安装巨大的扬声器!

  

一名空军军官站在环球霸王飞机前,与里面的飞行员交流。


  照片:军方对清晰、有效、谨慎通信的需求是耳机发展的主要驱动力。 摄影:Joshua J. Seybert 提供 美国空军.

  最后,不是每个人都能像你一样清晰地听到扬声器的声音 能。翻阅美国专利商标局数据库中的专利, 很明显,一些最早的耳塞实际上是连接到 助听器。如果你想放大声音, 并且便携谨慎地进行,使用听筒比使用耳机更有意义 扬声器。除了将声音直接放入某人的耳朵外,您还 将麦克风与扬声器分开,从而有助于减少“嗡嗡声”和“口哨声” (扬声器有效地反馈到麦克风中)。 例如,在 1943 年,晶体管彻底革命之前的几年 助听器的力量, 我们有真力时电子提供助听器听筒 牢记这些目标。

  购买耳机

  你甚至可以不穿上牛仔裤就能知道它是什么样子。但是,如果不先听,你怎么能知道一副耳机听起来会是什么样子呢?购买耳机涉及猜测和好运,但遵循这些简单的提示,您不会出错。

  

词源降噪耳塞


  照片:隔音 Etymotic 耳塞式耳机。橡胶灰色法兰在您的耳朵内形成紧密的密封,并阻止声音进出。音质远远优于普通耳塞。这些耳塞配有不同类型的耳塞:您在这里看到的可清洗法兰和更舒适但需要定期更换的一次性泡沫末端。这两种都必须推入耳道才能有效地消除背景噪音——一段时间后它们会感到不舒服。

  购买前试用

  便宜的耳塞通常用坚韧的塑料热封,所以即使你 能 试试你的新手机,如果你不喜欢它们,你不可能退回它们。这就是为什么如果可能的话,最好从高保真商店购买耳机。通常,他们可以测试几个不同的演示对。没有什么可以阻止你在商店里测试耳机,如果你能得到更好的交易,以后在网上购买——尽管先问问商店他们是否与价格相匹配。或者,问问你的几个朋友他们用什么,听他们的耳机。目标是尝试至少三到四对不同的对。

  如果您决定在线购买,请记住,评论可能会产生误导且无益;它们甚至可能由零售商或制造商种植。声音是非常个人化的,一个人对声学天堂的想法可能是另一个人对嘈杂地狱的想法。不同类型的音乐利用了声谱的不同部分(鼓和贝斯必然会比古典音乐更多地使用较低的频率),因此一副耳机可能听起来不适合您听的所有内容。如果您要进行在线评论,请广泛且批判性地阅读,并查看音频网站上消息灵通的专业评论以及即兴的业余意见。

  当心低音

  

便宜的白色耳塞式耳机


  照片:一对耳塞式电话 MP3播放器. 正面的金属纱布是“声学透明的”:它让 声音 在不让(太多)污垢和灰尘进入的情况下。一些耳塞的背面是完全密封的,以防止声音逸出(因此它们类似于封闭式耳机),尽管其他耳塞确实有小通风孔(使它们相当于更大的开放式耳机)。

  自 Walkmans 在 1980 年代起飞以来,有一种趋势是让耳机(和耳塞)听起来非常低音,而牺牲了整个频率范围的体面保真度;这偏向了人们对耳机声音的期望,这反过来又促使制造商生产满足需求的重低音型号(例如,参见Steve Guttenberg的文章 您喜欢耳机的声音:准确还是低音?).大众市场的手机和耳塞很可能被设计成强调低音频率——如果你喜欢这样,那就太好了,如果不是,那就太可怕了。当心那些过于关注其“低音响应”的产品。

  在自己的设备上听自己的音乐

  您的高保真音响(或音乐播放器)和耳机都会影响您听到的声音质量,因此,如果您要比较耳机,请确保在每种情况下都使用相同的立体声设备,并聆听熟悉的音乐。如果您在高保真商店尝试昂贵的耳机,请购买自己的设备,甚至是便携式设备 CD播放器 或 MP3播放器 总比没有好。MP3 曲目的质量总是比从 CD 播放的相同曲目的质量差(因为 MP3 是一种压缩的数字格式)。换句话说,一副耳机在iPod或MP3播放器上听起来比使用CD播放器时更差,即使它们正在播放相同的曲目。因此,如果可能的话,请使用CD播放器测试耳机。

  大耳机还是小耳塞?

  想想你可能在哪里使用耳机,以及如何使用。耳塞的便携便利性是否比(可能)更高的耳机保真度更重要?戴在耳朵上的大耳机通常比小耳塞听起来更好——这就是 DJ 戴“罐头”(大手机)的原因。话虽如此,有高质量、非常昂贵的耳塞,就像有高质量的耳机一样。如果您想要一些手机主要在移动中收听(或在家中收听便携式立体声音响或 MP3 播放器),耳塞通常是最好的选择;更大的耳机通常更适合想要听音乐或 电视 不会打扰(或被他人打扰)。

  开放式还是封闭式耳机?

  对我来说,开放式手机通常比封闭式手机听起来更好,因为它们让声音更自由地移动,内部失真更少。如果您购买的电话用于私人家庭收听,而其他人会喋喋不休或听电视,您可能更喜欢封闭式背对。同样,如果您打算在火车、公共汽车或飞机上使用手机,封闭式耳机将减少您听到的背景噪音和您对他人造成的干扰——尽管降噪耳机通常更适合旅行使用。

  普通耳机还是降噪耳机?

  如果您在嘈杂的地方(飞机上或嘈杂的家中)收听耳机,背景声音会严重降低体验质量。降噪手机可以是一个很大的帮助,它们有两种主要类型。被动隔音耳塞(如 Etymotics)具有与您的耳道形成密封的听筒,可防止不必要的声音进入。主动降噪耳机和耳塞(如Bose QuietComfort)有一点 麦克风 在外壳上。麦克风对背景噪音和 电子的 手机内部的电路会自动补偿它(在我们的文章中阅读更多内容 降噪耳机的工作原理).被动隔音耳塞技术含量非常低,但非常有效;主动降噪手机佩戴起来更舒适,但通常需要自己的 电池 电源(因此,如果您要定期使用它们,则会产生额外的持续成本)。如果您在家中安静的地方收听,则没有真正的理由购买降噪耳机:它们往往要贵得多,而且价格与一对降噪手机相同,您可能会获得一对质量更高的普通手机。

  出于安全原因,在任何情况下都不要在自行车、滑板或驾驶汽车时使用它们——您不会听到周围的声音。你可以买到用于自行车和滑雪板的骨传导耳机,它们的工作原理是通过头骨中的骨骼传输声音,但我不确定我会冒险。

  耳机的插孔插头是什么尺寸的?

  耳塞有小插孔插头(通常为 3.5 毫米或 1/8 英寸),而较大的耳机通常有大约两倍尺寸的插头(通常为 6.3 毫米或 1/4 英寸)。如果您购买便宜的耳塞,您将无法在大型立体声音响或电视上使用它们,除非您购买适配器来搭配它们(这些相对容易在网上或高保真商店中找到 - 只需在Google中输入“3.5毫米至6.3毫米耳机适配器”)。然而,相反,大多数带有 6.3 毫米插头的体面音频耳机都配备了 3.5 毫米适配器,因此您也可以在较小的设备上使用它们。

  构建质量至关重要

  耳塞和耳机几乎总是在主电缆与插孔插头相接的地方失效(偶尔,在电缆与一个耳机/耳塞或另一个耳机/耳塞相遇的地方)。如果我愤世嫉俗,我可能会建议耳机制造商故意通过使用劣质电缆和连接来设计他们的产品以失败。您总能分辨出一副好的耳机:制造商将花一些时间来确保连接足够坚固,以应对电缆的不断弯曲。虽然您无法轻松检测到连接器不良的耳机和耳塞,但您可以发现精心设计的连接。留意那些提请注意他们为使电缆更耐用所做的任何努力的制造商。如果您的耳机线确实出现故障,并且您知道如何使用烙铁,那么”安装新的插孔插头相对容易——您可以在大约 10 分钟的工作时间内将手机的使用寿命延长一倍;在另一端(耳机)修理耳机线要棘手得多,通常不值得付出努力。高保真音响商店有时也可以为您维修。(请参阅我们的文章 如何维修耳机 了解更多详情。

  在我看来,盘绕电缆是一个混合袋。从积极的方面来说,它们使您不必继续缠绕耳机线。在不利的一面,盘绕的电缆几乎总是被拉伸开,这种恒定的张力增加了电缆最薄弱点的压力,它们与插孔插头和两个耳机相遇。通常,我更喜欢使用未盘绕的电缆和延长线。

  

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  照片:厌倦了耳机线坏了?这是最终的解决方案:购买带有可拆卸电缆的耳机。您可以从耳机端以及另一端拔下电缆。如果您的电缆出现故障,您只需拔下它并购买替代品!这些是森海塞尔HD-485。

  一分钱一分货

  购买东西的基本规则通常适用于扬声器、耳机和耳塞。如果您研究像Sennheiser这样的体面制造商提供的各种手机,您会注意到质量和价格之间存在明显的相关性:低端手机是好的,基本的,而且相对便宜;高端手机具有录音室质量,价格要高出许多倍。

  便携式音乐播放器带有自己的“默认”耳机,但没有理由必须坚持使用它们。尝试其他一些,您可能会惊讶于您的音乐听起来有多好或不同:您可能会听到以前没有注意到的乐器或效果器。购买iPod后不久,我转而使用一些昂贵的Etymotic耳塞(价格几乎与iPod一样高),它们对音质产生了巨大的影响。但请记住,MP3 播放器的音频质量本质上受到它们正在播放的压缩文件的限制。如果您想听到更高质量的声音,请返回您的 CD 播放器...甚至 黑胶唱片!


责任编辑:David

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