谈谈高保真耳机

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耳机是一种把电信号转换为声信号的电声换能器件。耳机由耳机芯、头环、耳机绳、插塞等零部件组成。其中重放声音逼真、频带宽、失真小、瞬态响应好的高质量耳机称为高保真耳机。有的耳机音量大小还可以调节。由于高保真耳机放音比扬声器更优美动听(可与组合扬声器媲美),且不受外界干扰、临场感极强,因而常配用于立体声录音座、袖珍立体声放音机(Walkman)、立体声收录机、立体声电唱机等高级音响设备。这种耳机亦常用于高保真通信、电化教学、音质监听、听力测量等领域。

高保真耳机的分类

随着无线电技术的不断发展,各类高保真设备相继出现,根据结构、功能、放声方式等不同特点,分类也是五花八门的。

1.动圈耳机:(见图1)亦称电动式耳机,耳机芯由磁路和振动两部分组成。磁路包括恒磁体和极片,振动部分包括振膜和音圈。其工作原理是:信号电流流过磁隙中的音圈,音圈受到磁力线的作用力便带动振动系统驱动空气而发声。动圈式耳机结构简单,造价低廉、灵敏度高,音质较好,低音力度大,使用方便,因而深受消费者欢迎。

图1
图1 🔍原图 (423×348)

2.等电动耳机:机芯结构很特殊,图2中恒磁体,导磁板,音圈,振膜结构新颖。等电动耳机的工作原理与动圈耳机类似,而振膜的整体运动及音质与后述的静电式类似。

图2
图2 🔍原图 (411×259)

3.静电耳机:有电容耳机和驻极体耳机两种,结构、性能大体相似。静电耳机芯由振膜、极板及提供极化电压的电源、阻抗变换器等组成。其典型结构如图3。静电耳机的工作原理是利用静电场作用使振膜振动发声,音质甚佳,但结构复杂、灵敏度低、不如动圈式使用方便。等电动耳机与静电耳机同为全面驱动式耳机,频带宽、瞬态响应好,尤其中高音特别明亮,适于专业用或欣赏音乐用。

图3
图3 🔍原图 (461×260)

4.压电高聚合物耳机是采用具有压电性能的高分子聚合物薄膜(如聚偏氟乙烯薄膜)做成的耳机。由于此类材料容易作成8微米厚的薄膜,所以音质极好,但此类产品正处于研制阶段,尚未商品化。

另外,从放声方式,耳罩、耳垫的形式,声道数量,佩带形式等也可进行分类,表1可作参考。

表1

换能原理 动 圈 静电 压电高

聚合物

动圈 等电动

策动方式 中心策动 全面策动

放声方式 密封式、通气式

耳 垫 护耳式、贴耳式

声 道 单声道、双声道、四声道

佩带形式 头戴式、耳挂式

高保真耳机的基本参数

为达到高保真首先要求耳机有良好的电声性能。目前高保真耳机的最低技术指标为:①频率范围:20~15000Hz;②灵敏度:≥94dB/1mW;③谐波失真:≤1%;④最大输入功率:≥100mW。

为适应长时间佩戴,高保真耳机应有十分柔软、舒适的耳垫及压力甚小的头坏。同时要求外形美观大方、色彩宜人。

目前国际上已经商品化的高保真耳机主要为动圈式和静电(驻极体)式两类。由于动圈式具有比静电式灵敏度高、不需阻抗变换器(即宽带变压器)、价格低廉等特点,在市场上倍受欢迎。国内目前尚无静电式商品高保真耳机,但已有轻型通气头戴式、通气护耳式、通气贴耳式等几种电动头戴耳机及耳挂式耳机。表2列出国内外部分高保真耳机技术性能供读者参考。其中江西吉安市4380厂(江西吉安市615信箱)是我国生产电声器件的专业厂之一,该厂产品除供应国内市场外,还有一定数量供应国外市场。

表2

厂 家 型号 换能 频率范围 阻抗Ω 灵敏度 谐波失真

方式 Hz dB/mW %

AUDIO-TECHNICA ATH-7 静电 10-22K 4-16 98 ≤0.25

PIONEER SE-700 压电高聚物20-20K 4-16 100

TOSHIBA HR-XI 驻极体 20-20K 8/600 101 ≤0.5

YAMAHA YH-3 等电动 20-20K 150 93 ≤0.3

中国4380厂 EEL-1 " 20-20K 20/150 94 ≤2

JVC HP-200E 动圈 20-20K 600 96

REVOX RH310 " 40-18K 600 100 ≤0.5

SENNHEISER HD424 " 16-20K 2K 102 ≤0.9

BEYER DT48S " 16-18K 5 112 ≤0.3

KOPEK MT-800 " 20-20K 25 100

DOWA SE-81 " 80-20K 35 95

中国电视电声研究所EDI-25 " 20-18K 50 116 ≤1

中国4380厂 EDL-1 " 20-20K 20 108 ≤1

中国797厂 E7-50 " 30-16K 50 112 ≤1

中国无锡无线电六厂EDL-1 " 20- 18K 32 106 ≤1

中国4380厂 EDL-903 " 20-20K 8 108 ≤1

40

200

EDg-1 " 20-20K 8 108 ≤1

20

200

1000

1500 102

EDL-2 " 20-20K 8

40 108 ≤1

200

高保真耳机的选用及注意事项

作为放声器件,选用耳机时最要紧的当然是音质问题,就是说重放声音应该逼真。市售耳机技术指标虽相近,但由于测试耳机的方法尚未统一,所以购买时应以试听为主,通过比较,选择满意的耳机。试听时应选择合适的节目源(唱片或原声磁带),要求节目频带宽,动态范围大。目前上海中国唱片厂生产的音质评价唱片就是一种较好的评价节目源。其中“卡门序曲”尤为典型。这类曲子用高保真耳机听起来应感到低音丰满有力,中音明亮,高音清脆。定音鼓、大提琴等乐器听起来力度大而柔和;长号、小号等乐器听起来明亮;三角铁应清脆悦耳。弱信号不为噪音淹没,强信号没有失真。用来试听的音响设备也应是高保真的,否则节目和耳机虽好,但经过音响设备之后已经失真,也就无法正确评价耳机了。

对于耳垫、耳罩应根据使用场合选择,需要密封放音的场合应选用不通气耳罩,多用护耳式。此类耳机抗噪声干扰能力强,但佩戴时间长了会产生寂寞感,容易疲劳。通气式耳机可使一部分声音溢出耳壳,听起来声音较柔和,无寂寞感,适于家庭使用,但低音比密封式略感不足。

声道数可根据自己的音响设备选择,如配双声道音响设备,可选用双声道耳机;如配单声道设备可选用单声道耳机。

图4表示耳机接线。一般单声道耳机为左右两个耳机芯串联供电,用二芯插头输入信号。将左、右两耳机芯按图4a、b联线即可接成立体声耳机。按c接成单声道时要注意相位不得弄错。

图4
图4 🔍原图 (560×826)

使用立体声耳机时应注意以下几点:1.耳机所能承受的功率比起扬声器来要小得多,因此音响设备一般另备有耳机插孔。如直接将耳机代替扬声器接入功率放大器很容易损坏。2.耳机上的插头应与机器上的插孔直径相同。3.双声道耳机有左右之分,通常标有L(LEFT)和R(RIGHT)字样。如无此字样,可根据耳机根部导线的颜色判断,一般黄色为左声道,红色为右声道。4.使用耳机欣赏音乐时,音量应从小到大,不可骤然使音量很大,以防损坏耳机。5.贮存耳机时应避免放在强磁场中,以防耳机的恒磁体失磁,造成灵敏度降低。6.严禁日晒火烤,以防塑料件变形。7.使用一段时后应对耳垫进行清洁处理。聚胺脂泡沫耳垫可用肥皂粉轻轻刷洗,切忌用力搓揉。塑料皮耳垫可用湿布沾肥皂粉擦拭,切忌用水冲洗。(朱冠俊 陆庆法)