郭子豪-耳机的技术汇总

1、 项目训练课程： 模拟电子技术 题 目： 耳机的技术 学 期：2016-2017学年第1学期专 业：电气工程与自动化 班 级：14-7 姓 名：郭子豪 学 号： 指导教师：闫孝姮 辽宁工程技术大学模拟电子技术项目综合训练一成绩评定表评定标准评定指标标准评定分值得分查阅文献5篇以上1文献新颖性2论证具有系统的概念2有前瞻性2设计报告格式正确1内容充实1语言流畅1标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小 项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期2016年 月 日项目综合训练任务书一、综合训练题目未来电子系统的发展方向二、目的和要求1、目的是熟悉电子系统的基本概念,掌握查阅文献、分析问题的能力，

2、培养学生把握时代前沿，紧跟电子技术发展方向的思维。2、要求完成一篇论文，针对现有某一电子产品或电子系统进行分析论证，展望该论证对象的发展趋势。成果形式：每名学生提交综合训练作业一份（论文形式），优秀作品提交课堂交流PPT。三、训练计划项目综合训练课下1周，课上1节。第1天：针对选题查资料，确定确定的电子产品或电子系统作为论证目标；第23天：了解论证目标之前的技术、当今的技术、各部分系统构成等。第45天：论证该产品或系统未来的发展趋势，需提供有力的技术支撑简介；第67天：按格式要求编写整理论文。四、设计要求1. 必须有具体的论证对象。2. 查阅的文献5篇以上，且要最新。指导教师：闫孝姮日期： 2

3、016 年 10月12日摘要 因为太过平常，所以被忽视。耳机就是这样的一个产品。现在的生活中，到处都可以看到耳机的身影，在家中、在室外、在运动休闲、以及各种听力考试等等，都少不了耳机。耳机作为我们现在日常生活的电子产品之一，距离其发明不到一 百年，在这段时间里，耳机技术经历了一次又一次的发展变迁。 第二次工业革命之后，电力发展带来电器的急速发展，爱迪生发明留声机之后人们开始享受记录下来的音乐，与此同时，对应的分解产品也开始发展，耳机作为其中之一，给我们生活带来了极大的乐趣和方便。于此粗略说明耳机技术及其发展和一些未来展望。关键词：耳机；技术；应用；发展目录综述11 动圈式耳机22 静电耳机23

4、 动铁式耳机44 等磁式耳机45 驻极式耳机56 蓝牙耳机57 耳机参数5课程设计体会7参考文献8综述 人们对于美好声音的留恋促进了留声机的发展，随之它的伴随产品也得以进一步发展，于是在此时代背景之下，耳机得以发明以及进一步发展。1937年拜耳把影院扬声器上使用的动圈换能器应用到类似产品中，他将声音直接传送到人类的听觉器官耳朵, 发明了一种微型动圈换能器并把它镶嵌到一根可戴在头上的带子内, 由此诞生了世界上第一只耳机。 耳机接收到电信号后，将电信号传递到发生单元，然后各种发生单元将电信号转化成机械震动，因为声音是由物体震动产生的，所以就发出了音效。按换能原理可以分为动圈式、等磁式、静电式、驻极

5、体、动铁式，但主要是动圈和静电耳机两大类，虽然除这二类之外尚有等磁式等数种，但或是已被淘汰或是用于专业用途市场占有量极少。按开放程度又可以分为开放式,半开放式和封闭式。1 动圈式耳机 1937年，拜亚动力率先开发出了全世界第一副动圈式耳机DT48，科学家拜尔发明出耳机时耳机这个词Headphone还不存在，此时这个能够传送声音的东西被称为动力电话（Dynamic Telephone）。 目前绝大多数（大约99%以上）的耳机耳塞都属此类，原理类似于普通音箱，处于永磁场中的线圈与振膜相连，线圈在信号电流驱动下带动振膜发声它其实就是一个微缩的电动扬声器，和音箱里面用到的扬声器原理是一样的，而且结构也

6、大同小异。耳机中的细铜线或者细铝线或者镀铜铝线等金属线绕制的，有2条小小的引脚，分别接入信号源的正负极。这小红圈被称为“音圈”，它一头于振膜连，一头悬挂（不接触）在永磁体当中，当电流通过音圈时，音圈变成电磁体，将和永磁体产生排斥或者相吸的作用从而驱动振膜产生声音。动圈耳机技术现在较为成熟，价格也相当对亲民，占据了市场主流。图一 随着永磁材料、音频振动膜材料发展，以及耳机结构和制造技术的完善，目前动圈耳机已成为了国际音响器材中的一项主流产品，并进入了对音响技术要求很高的HiEnd领域。2静电耳机 一提到静电耳机，大多数人反映是昂贵，极致。静电这个称呼实际上是发声单元的一个类型。Hayashi 在

7、1959年成功的试制出了静电耳机的原型机。这是全世界首台静电换能方式的耳机，STAX把它定名为“earspeaker ”即耳边的音箱。1960年，STAX的第一台商品化静电耳机系统终于面世了，由SR-1静电耳机和SRD-1驱动转换器组成。 在上文中我们说明了在市场中99%是动圈和静电的情况，其中90%又基本是动圈式结构，与动圈不同的是，静电耳机的发声的单元是简单的两层极板夹住振膜的三明治结构，靠极板间的正负电荷来驱动振膜从而发声，这样既避免了会失真的谐振，同时极薄的振膜也会使静电耳机的反应和瞬态更加迅速，同时1um的振膜也意味着更加难以驱动。广泛的来说，静电耳机对比动圈耳机最大的感触是比较“活

8、”。图二 原理图3动铁式耳机 动铁式受话器与舌簧扬声器结构原理基本相同，而设计上的最大改进是发挥了高精度微细加工技术，通过零件的微型化和新型材料的采用，极大地缩小了换能单元的体积并达到更好的各项电声性能。动铁式受话器的原理如图三 所示。当线圈中没有音频电流通过时，平衡衔铁在恒磁场中保持平衡状态，而一旦线圈中通过音频电流时，平衡衔铁会随着交流磁场的变化在平衡位置做相应的往复运动，通过弹性簧片与连杆带动振膜或纸盆发出声音。线圈是电流的载体，磁铁提供恒定直流磁场。线圈内部放置一片高导磁率的衔铁，变化的电信号馈入线圈，线圈因变化的电流产生变化的洛仑兹力，衔铁在此力驱动下作上下运动，通过连杆带动振膜产生

9、声波，从而完成电信号到声信号的转化。图三 动铁的隔音效果要好于动圈入耳。由于动圈单元的面积较大，并且在发声的过程中需要较多的空间和空气参与振动,因此无法有效控制漏音现象；而动铁就可以有效降低入耳部分的面积，并且可以放入更深的耳道部分。由于耳道的几何结构属于类圆形，比耳廓简单的多，所以一个质地柔软的硅胶套相对传统耳塞已经能起到良好的隔音及防漏音效果。4等磁式耳机 在原理上，等磁式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器，它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里，象印刷电路板一样，可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧(推挽式)，振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻，但有同样大

10、的振动面积和相近的音质，它不如动圈式耳机效率高，不易驱动。5驻极式耳机 驻极体耳机也叫固定式静电耳机，它的振膜本身就是极化的或者由振膜外极化物质发射的静电场极化，不需要专门设备提供极化电压。驻极体耳机具有静电耳机大部分的特点，但是驻极体会逐渐去极化，需要更换，其寿命约5-10年。 利用驻极体材料制成的电容传声器主要有两种形式，一种是利用驻极体高分子薄膜做成薄膜，另一种是驻极体材料做成后极板，因为驻极体已经带电，所以无需带电源，因而简化了电容传声器的结构。6蓝牙耳机 随着耳机技术的发展，无线耳机受到更多人青睐，蓝牙耳机得到了迅速发展。蓝牙工作在2. 4 GHz 的免照频段, 它采用跳频扩谱技术,

11、 支持语音和数据的传输, 其传输距离为10100 m, 是一种近距离无线通信技术规范。蓝牙规范为设备提供了同时传送数据和语音的方法, 使用异步无连接信道传送数据, 而使用同步定向连接信道传送语音, 还允许多达3 个双工的语音信道同时处于活动状态。蓝牙使用电路交换技术处理语音, 电路转换信道能够有规律地提供保留带宽信道, 当链路首次建立时, 主设备已分配好了它们占用的固定时隙。SCO 链路上使用不同的包类型( 高质量语音HV1，HV2，HV3或数据语音DV ) , 它们占用不同大小的带宽, 提供不同质量的语音。7耳机相关参数 伴随着耳机的发展，一些相关数据成为判定耳机性能好坏的条件。 频率响应：

12、指耳机能够表现的频率范围，一般值为2020000Hz（低音-高音），通常来说，低音值越低，高音值越高，说明耳机所能表现出来的音频细节越多，其“保真”性越好。 阻抗：阻抗的大小反映出推动该耳机（即能让其发声）所需要的音源功率的大小。阻抗越大，需要的音源功率越大，反之越小。民用耳机的阻抗一 般在100以下，购买时，要注意确定与耳机配套的设备是随身听、手机还是电脑、电视等，如果是随身听和手机，阻抗最好不要超过30，否则，很可能因为设备功率较小无法推动耳机。而如果是电脑和电视，则应尽量选择大阻抗的产品，在其他参数相同的情况下，大阻抗耳机搭配大功率音源，输出的声音效果通常要优于小阻抗、小功率。声压级：又称灵敏度。该值越大，在同样的音源输出功率下耳机发出的声音越大，对于随身听及手机等小功率设备来说，灵敏度不应小于100dB。 课程设计体会课程设计是培养我们综合能力的一种方式，我们不仅需要掌握好知识，还需要知道这些知识怎么拿来应用，或者它是如何被我们所使用来造福社会的。综合训练让我查阅知网，万芳，维普这些文献网站，去搜索一些论文知识，而不是简单百度，对于搜索知识有了相应提升，同时对于我所找的耳机知识如原理和一些历史也有极大的完善。对于这类需要自己从头到尾原创的综合训练，需要我们去认真查阅，再加以所学知识去充实自己更好。参考文献1侯璞.小耳机大内涵：动铁式、动圈式耳机拆机对比 数码世界20