随身听已经融入了我们的生活,在大街小巷都能看见塞着耳塞或是带着耳机欣赏音乐的人们,可是你知道这小小的耳塞(机)是怎样工作的吗?不要看它们小,里面却藏这很多的秘密,让笔者给大家一一道出。从体积上来看,耳机比耳塞大,发声单元的尺寸也更大,耳塞多用于和随身听搭配,因此在使用随身听的时候,大部分人可能更加喜欢使用耳塞。其实耳塞就是缩水版的耳机,耳塞和耳机有很亲密的血缘关系,耳塞就是从耳机演变过来的。
为了给大家讲解得比较清楚一点,笔者忍痛把跟随自己多年得森海塞尔MX300耳机拆开,拍上PP供大家鉴赏。
(图一)(图二)
没有拆开以前得MX300,其实森海塞尔MX系列都不是德国原厂生产的,而是全*第二大耳机OEM商日本的丰达在中国的工厂为森海塞尔OEM的,其中错综复杂的关系我就不再一一解释了,所以市面上出现了很多没有森海塞尔的LOGO但是和MX系列样子一模一样的,就很有可能是丰达生产的,只是没有经过森海塞尔的官方质检罢了,这种耳塞也有可能达到MX系列的水准,毕竟是一条生产线上下来的东西。图二中箭头所指为耳机的小孔和音箱的导向孔作用类似,属于半开放耳机的范畴,即在某一个方向上和外界相通,但是在其他部分则是用阻尼材料填充,导向孔的作用是当振膜振幅很大的时候,及时的保证耳机中的气压和外界气压平衡,避免振膜受损,从空气流体学来说,导向孔的开口应该做的光滑,没有菱角,这样是气体流动是不产生湍流,对声音是有好处的,但是我们遗憾的看到,MX300的导向孔的开口不是很光滑,相比之下SONY E888的导向孔开口要光滑一些。
(图三)
如图所示,一手握住耳塞柄,另一只手捏住耳塞前端的橡胶环,逐渐用力,就能把耳塞柄和橡胶环分开,大家能从图上看到这两者之间是用粘胶粘上的,其实向大家普遍抨击的SONY805耳机模板就做得不错,耳塞柄和橡胶环之间没有采用粘胶连接,而是*之间的应力结合,工艺十分了得。
(图四)
耳塞的发声单元和耳塞柄完全分开了,发声单元部分是和橡胶环粘在一起的。
(图五)
这就是刚才提到的阻尼材料,可以是各种化学纤维或是海绵之类的。作用是吸收声波,阻止外部的声波进入耳塞内部。说到海绵,自然提到耳塞上的海绵套,大家很可能会注意到,耳塞上套不套海绵套对声音的质量影响很大,大家知道海绵上有很多小孔,直径大概0.1到0.5mm之间,声波中波长接近或是小于孔大小的高频部分很容易被散射吸收掉,而波长比较长的低频部分受到反射而使其得到加强,因此海绵套的作用就是削弱高频,加强低频,套不套海绵套的效果的区别在E888上表现的最为明显。
(图六)是把海绵垫扯开。
(图七)(图八)这就是耳塞的磁体部分的特写,正面是一块永磁体,背面部分连接了导线部分,每一个声道两根线,一根正极一根负极,分别焊在磁体背面,当然它们之间是绝缘的。说到导线也不是一个很简单的问题,目前用做导线的金属主要是铜,不可能象HIFI级的音箱线材动不动就用纯银材料那么奢侈。而铜按照纯度又分为好几种:TPC(电解铜):纯度为99.5%;OFC(无氧铜):纯度为99.995%;LC-OFC(线形结晶无氧铜或结晶无氧铜):纯度在99.995%以上;OCC(单晶无氧铜):纯度最高,在99.996%以上,又分为PC-OCC和UP-OCC。一般耳机都是采用的OFC无氧铜作为导线的材料。
(图九)(图十)
这就是耳机最关键的部分振膜和线圈,目前动圈耳机的振膜厚度,已经做的相当的薄了,虽然没有办法薄到和静电耳机的振膜厚度相抗衡,但是也比较接近了,现在动圈耳机的振膜都是由聚酯材料制成的,具有质量轻,厚度小,刚性好的特点,而向某些耳机生产商所宣称的“生物振膜”,“蓝宝石蒸发镀振膜”无非就是在聚酯材料表面添加了其他成分或是在振膜的表面蒸镀了其他物质,从而改变了振膜发声的一些特性。而线圈使由金属线绕成,和振膜粘合在一起的,它决定了耳机的阻抗,是驱动振膜运动的部件。大家注意一下图九箭头所指的振膜上那条深色的导线一直从边沿的环延伸到线圈上,这就是导电回路,通过粘合在振膜上的导线使回路相通。
其实关于动圈耳机发声的原理很简单,只要学过高中物理的人都应该知道,当回路中通以电流,电流的变化使粘合在振膜上的线圈产生了电磁场,产生的磁场和永磁体上的磁场相互力作用使得振膜来回振动,从而发出声音。动圈耳机转化成声音的效率不高(和静电耳机相比较)主要是电能首先要转换成磁场能再转换成振膜的机械能,到振动发声的声能,中间经历了好几种能量的转化,每经历一次能量的转化就有一部分能量损失掉了。
在这里讲了这么多原理方面的知识,如果我们要去选购一副耳塞或是耳机的话,我们应该注意哪些技术参数呢?象阻抗,频响范围之类的大家都可以在很多地方查到他们的概念,我在这里是要强调一些大家不容易注意的地方象阻抗和解析度的关系,这个问题我在专业的耳机论坛上也和DX讨论了很长时间,阻抗和解析度没有必然的联系,有很多人认为耳机的阻抗越高解析度就越好,其实技术上来说低阻抗也可以做出解析度好的耳机,但为什么厂家都不做呢?这要涉及耳机的发展史,以前的耳机都是为监听,录音室等设计的,为了能便于多人进行同时聆听,耳机设计成高阻抗以利于串并联。现在耳机在个人市场上发展起来,厂家为了减少投入开发资金,就沿用以前设计经验,所以现在的高端耳机大多都是高阻抗,有的达1K,但是从技术上讲,如果厂家愿意投入开发资金研发低阻抗耳机,也完全可以设计出高质素的低阻耳机.所以,从技术上来说阻抗和耳机的解析度是没有必然关系的。
而在频响范围这个概念上,大家应该注意了,频响范围是指耳机能够放送出的频带的宽度,优秀的耳机频响宽度可达5Hz-40000Hz,而人耳的听觉范围仅在20Hz-20000Hz。值得注意的是界定频响宽度的标准是不同的,例如以低于平均输出幅度的1/2为标准或低于1/4为标准,这显然是不一样的。一般的生产商是以输出幅度降低1/2为标准测出频响宽度,这就是说以-3dB为标准,但是由于所采用的测试标准不同,有些产品是以-10dB为标准测量的。这是实际上是等于低于正常值1/16下为标准测量的。因此频响宽度大大展宽。所以不要单纯的看厂商提供的数据。
关于耳机的破音的问题,有两方面的原因,一方面可能是本身音源的问题,由于输出功率过大造成的失真,还有一个可能就是振膜的问题,包括:凹凸不平塌陷,灰尘等附着物沾连,潮湿,振膜损坏等等。特别是在低频的时候,通常声音能量在低频比较集中,能量大的时候振膜振幅比较大,所以破音比较明显!当出现破音的时候基本上就宣告你的耳机报废了,所以大家在使用耳机的时候,千万要小心,不要因为音量过大而损坏了振膜。
其实关于这小小的耳机还有很多的秘密和技巧,都值得大家平时琢磨和推敲。
为了给大家讲解得比较清楚一点,笔者忍痛把跟随自己多年得森海塞尔MX300耳机拆开,拍上PP供大家鉴赏。
(图一)(图二)
没有拆开以前得MX300,其实森海塞尔MX系列都不是德国原厂生产的,而是全*第二大耳机OEM商日本的丰达在中国的工厂为森海塞尔OEM的,其中错综复杂的关系我就不再一一解释了,所以市面上出现了很多没有森海塞尔的LOGO但是和MX系列样子一模一样的,就很有可能是丰达生产的,只是没有经过森海塞尔的官方质检罢了,这种耳塞也有可能达到MX系列的水准,毕竟是一条生产线上下来的东西。图二中箭头所指为耳机的小孔和音箱的导向孔作用类似,属于半开放耳机的范畴,即在某一个方向上和外界相通,但是在其他部分则是用阻尼材料填充,导向孔的作用是当振膜振幅很大的时候,及时的保证耳机中的气压和外界气压平衡,避免振膜受损,从空气流体学来说,导向孔的开口应该做的光滑,没有菱角,这样是气体流动是不产生湍流,对声音是有好处的,但是我们遗憾的看到,MX300的导向孔的开口不是很光滑,相比之下SONY E888的导向孔开口要光滑一些。
(图三)
如图所示,一手握住耳塞柄,另一只手捏住耳塞前端的橡胶环,逐渐用力,就能把耳塞柄和橡胶环分开,大家能从图上看到这两者之间是用粘胶粘上的,其实向大家普遍抨击的SONY805耳机模板就做得不错,耳塞柄和橡胶环之间没有采用粘胶连接,而是*之间的应力结合,工艺十分了得。
(图四)
耳塞的发声单元和耳塞柄完全分开了,发声单元部分是和橡胶环粘在一起的。
(图五)
这就是刚才提到的阻尼材料,可以是各种化学纤维或是海绵之类的。作用是吸收声波,阻止外部的声波进入耳塞内部。说到海绵,自然提到耳塞上的海绵套,大家很可能会注意到,耳塞上套不套海绵套对声音的质量影响很大,大家知道海绵上有很多小孔,直径大概0.1到0.5mm之间,声波中波长接近或是小于孔大小的高频部分很容易被散射吸收掉,而波长比较长的低频部分受到反射而使其得到加强,因此海绵套的作用就是削弱高频,加强低频,套不套海绵套的效果的区别在E888上表现的最为明显。
(图六)是把海绵垫扯开。
(图七)(图八)这就是耳塞的磁体部分的特写,正面是一块永磁体,背面部分连接了导线部分,每一个声道两根线,一根正极一根负极,分别焊在磁体背面,当然它们之间是绝缘的。说到导线也不是一个很简单的问题,目前用做导线的金属主要是铜,不可能象HIFI级的音箱线材动不动就用纯银材料那么奢侈。而铜按照纯度又分为好几种:TPC(电解铜):纯度为99.5%;OFC(无氧铜):纯度为99.995%;LC-OFC(线形结晶无氧铜或结晶无氧铜):纯度在99.995%以上;OCC(单晶无氧铜):纯度最高,在99.996%以上,又分为PC-OCC和UP-OCC。一般耳机都是采用的OFC无氧铜作为导线的材料。
(图九)(图十)
这就是耳机最关键的部分振膜和线圈,目前动圈耳机的振膜厚度,已经做的相当的薄了,虽然没有办法薄到和静电耳机的振膜厚度相抗衡,但是也比较接近了,现在动圈耳机的振膜都是由聚酯材料制成的,具有质量轻,厚度小,刚性好的特点,而向某些耳机生产商所宣称的“生物振膜”,“蓝宝石蒸发镀振膜”无非就是在聚酯材料表面添加了其他成分或是在振膜的表面蒸镀了其他物质,从而改变了振膜发声的一些特性。而线圈使由金属线绕成,和振膜粘合在一起的,它决定了耳机的阻抗,是驱动振膜运动的部件。大家注意一下图九箭头所指的振膜上那条深色的导线一直从边沿的环延伸到线圈上,这就是导电回路,通过粘合在振膜上的导线使回路相通。
其实关于动圈耳机发声的原理很简单,只要学过高中物理的人都应该知道,当回路中通以电流,电流的变化使粘合在振膜上的线圈产生了电磁场,产生的磁场和永磁体上的磁场相互力作用使得振膜来回振动,从而发出声音。动圈耳机转化成声音的效率不高(和静电耳机相比较)主要是电能首先要转换成磁场能再转换成振膜的机械能,到振动发声的声能,中间经历了好几种能量的转化,每经历一次能量的转化就有一部分能量损失掉了。
在这里讲了这么多原理方面的知识,如果我们要去选购一副耳塞或是耳机的话,我们应该注意哪些技术参数呢?象阻抗,频响范围之类的大家都可以在很多地方查到他们的概念,我在这里是要强调一些大家不容易注意的地方象阻抗和解析度的关系,这个问题我在专业的耳机论坛上也和DX讨论了很长时间,阻抗和解析度没有必然的联系,有很多人认为耳机的阻抗越高解析度就越好,其实技术上来说低阻抗也可以做出解析度好的耳机,但为什么厂家都不做呢?这要涉及耳机的发展史,以前的耳机都是为监听,录音室等设计的,为了能便于多人进行同时聆听,耳机设计成高阻抗以利于串并联。现在耳机在个人市场上发展起来,厂家为了减少投入开发资金,就沿用以前设计经验,所以现在的高端耳机大多都是高阻抗,有的达1K,但是从技术上讲,如果厂家愿意投入开发资金研发低阻抗耳机,也完全可以设计出高质素的低阻耳机.所以,从技术上来说阻抗和耳机的解析度是没有必然关系的。
而在频响范围这个概念上,大家应该注意了,频响范围是指耳机能够放送出的频带的宽度,优秀的耳机频响宽度可达5Hz-40000Hz,而人耳的听觉范围仅在20Hz-20000Hz。值得注意的是界定频响宽度的标准是不同的,例如以低于平均输出幅度的1/2为标准或低于1/4为标准,这显然是不一样的。一般的生产商是以输出幅度降低1/2为标准测出频响宽度,这就是说以-3dB为标准,但是由于所采用的测试标准不同,有些产品是以-10dB为标准测量的。这是实际上是等于低于正常值1/16下为标准测量的。因此频响宽度大大展宽。所以不要单纯的看厂商提供的数据。
关于耳机的破音的问题,有两方面的原因,一方面可能是本身音源的问题,由于输出功率过大造成的失真,还有一个可能就是振膜的问题,包括:凹凸不平塌陷,灰尘等附着物沾连,潮湿,振膜损坏等等。特别是在低频的时候,通常声音能量在低频比较集中,能量大的时候振膜振幅比较大,所以破音比较明显!当出现破音的时候基本上就宣告你的耳机报废了,所以大家在使用耳机的时候,千万要小心,不要因为音量过大而损坏了振膜。
其实关于这小小的耳机还有很多的秘密和技巧,都值得大家平时琢磨和推敲。
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