原创 耳塞构造原理

2008-10-21 12:22 5839 6 6 分类: 模拟



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红的一般是R耳就是右边的,绿的是L,就是左边的 黄线才是公共线,插头上,最前端接红线,中间接绿线,最后的接黄线.


对于诸位随身听爱好者来说,平时最常见的就是用来聆听曼妙音乐的耳塞了,几乎每一天都在耳塞亲密接触。耳塞虽然是小小的躯体,但却担当着释放音符,还原声音的重大职责。但大家也不要轻视这个小家伙,俗话说,麻雀虽小,五脏俱全,耳塞从设计到制造都经过了数以百计的测试和重重的审核,耳塞的结构和设计都是一门大学问。



     耳塞、耳机按换能原理来分,一般分为动圈式和静电式两种,目前常见的耳塞都是采用了动圈原理的,下面就针对动圈式耳塞来简单介绍一下耳塞的构成。



上看出去是一条或两条塑料材质的线,但里面负责导电的则共有四条导线组成(每声道正负两条构成回路),而导线的材料一般是铜质或者铝质,也有的是铜包铝或是更高档的OFC无氧纯铜,线材的直径也需按严格规定,表面经过了绝缘处理。


中间还裹着一缕尼龙纤维,主要作用是增加了线材的柔韧性,不易折断。正负一对导线分别由若干条外表涂了层绝缘漆的铜丝(俗称漆包线)有条不紊地旋转行缠绕而成,漆包线间相互绝缘,因此其中无论铜丝的直径、数量,还是缠绕的结构、密度等都直接影响了导线的传输特性,从而对音质产生影响。这就是音响中非常讲究线材品质的原因。


线材外面包裹的橡胶可以分为PVCTPUTPE3种。PVC因为毒性材质很硬, 用久了会开裂老化这些缺点已经基本被淘汰,因为价格便宜一些低档的国产耳塞还在使用。TPU是现在一般进口耳塞采用的材料,价格是PVC3倍以上,但无毒环保,弹性较好。TPE一般都只有高档耳塞才采用,比TPU更加有弹性,无毒,有香味,抗老化抗腐蚀性好。本着对消费者健康和耐用度考虑,虽然TPE价格是最高的,一般高档耳塞线材橡胶都采用了TPE材质。


耳塞导线一直延伸到了耳塞单元背后的焊接位,与单元内的音圈连接。音圈是由极细的漆包铜丝在盘体上缠绕成的筒状线圈,一端与振膜粘合。线圈在信号电流驱动下会产生磁场,这个磁场和声音信号相关,会与线圈外的磁体的磁场产生相应的相互作用力,依靠这个作用力来带动耳塞的振膜振动,从而发出相应声音来。音圈的大小,每一股导线的直径,都依赖着精确的物理声学原理设计,平时我们所说的耳塞的阻抗,就是由音圈所决定。


耳塞单元的盘体主要是结构定型作用,底部还粘贴着上图中我们见到的扁小圆柱体的磁体。通常优秀的耳塞单元磁体的制作材料是高能钕铁硼,钕铁硼是目前所有磁性材料中单位体积能够蕴含能量最大的一种,但它不是永磁体,需要在工厂经过了一台专业的充磁机进行了充磁。然而,磁体的磁性也会因环境影响而减弱,以至形成的磁场磁力减退,振膜的振幅相应减少,耳塞的灵敏度也降低了,不过磁性消退过程相对于耳塞寿命还是很漫长的,因此不必担心,笔者就有几条使用了十年以上的耳塞,即使遍体鳞伤也仍然在服役中。


上图为单元背面,左边能看到绿色电路板以及上面的焊点,用于音圈与耳塞导线的接驳。右边的单元上贴着的黑色方块是海棉,用来固定和增加阻尼作用。


说到振膜,它是耳塞音质最关键要素也算是最昂贵的部分。一般振膜厚度都达到了微米级别。理论上说,一般越轻薄的振膜,瞬态反应能力就越强,声音也就越清晰,细节越丰富。另外一方面,振膜整体的韧性或者坚固强度也不容忽视,因为这与低频的表现有关。因此,振膜都采用放射形状的星型螺纹,作用就是增加强度抵抗型变,同时也延长了振膜寿命。


振膜的结构在发声过程中,中心和边沿两部分都在各司其职,中央部分对低频振动更明显,负责了大部分的低频,而高频则是边缘部分发出,和箱体的发音刚好相反。而且振膜采用了什么材质,阻尼系数多少,面积多大,都是有相应的严格规定的。


大家都留意到振膜边缘有一个金色的金属圈,起固定和加强作用,支撑振膜的物理结构。我们平时所说的煲耳塞也就是通过发声使得振膜本身、粘合部位磨合得更好,振动更挥洒自如,提早进入最佳状态,但煲耳塞时切记不要放过大的音量,防止振膜因振幅过大而损坏。


整个振膜定型后,就可以粘贴上单元盘体上了,这一步骤都是采用了机械自动化操作,可以控制好胶水的量度,和整个振膜安装的位置的准确性,这对最终单元良好的音质表现起关键作用。


在盘体上的四周有很多小孔,这就是耳塞中的气孔,就等同于音箱中的倒相空,通常背面都会有一圈高密度海绵的垫圈,有抗尘埃的作用。


我们可以了解到一副好的耳塞,其实蕴涵了丰富的物理学声学知识,每一个零件,每一处设计都是经过了精确的推理和计算的。因此,称得上音质优秀得耳塞也是技术的结晶,价格也是比较昂贵的。


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