郭子豪-耳機(jī)的技術(shù)匯總

1、 項(xiàng)目訓(xùn)練課程： 模擬電子技術(shù) 題 目： 耳機(jī)的技術(shù) 學(xué) 期：2016-2017學(xué)年第1學(xué)期專 業(yè)：電氣工程與自動(dòng)化 班 級(jí)：14-7 姓 名：郭子豪 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：閆孝姮 遼寧工程技術(shù)大學(xué)模擬電子技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練一成績(jī)?cè)u(píng)定表評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定分值得分查閱文獻(xiàn)5篇以上1文獻(xiàn)新穎性2論證具有系統(tǒng)的概念2有前瞻性2設(shè)計(jì)報(bào)告格式正確1內(nèi)容充實(shí)1語(yǔ)言流暢1標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明：以上三大項(xiàng)指標(biāo)中，每大項(xiàng)中有兩小 項(xiàng)或三小項(xiàng)合格，視為總成績(jī)合格?？偝煽?jī)?nèi)掌?016年 月 日項(xiàng)目綜合訓(xùn)練任務(wù)書(shū)一、綜合訓(xùn)練題目未來(lái)電子系統(tǒng)的發(fā)展方向二、目的和要求1、目的是熟悉電子系統(tǒng)的基本概念,掌握查閱文獻(xiàn)、分析問(wèn)題的能力，

2、培養(yǎng)學(xué)生把握時(shí)代前沿，緊跟電子技術(shù)發(fā)展方向的思維。2、要求完成一篇論文，針對(duì)現(xiàn)有某一電子產(chǎn)品或電子系統(tǒng)進(jìn)行分析論證，展望該論證對(duì)象的發(fā)展趨勢(shì)。成果形式：每名學(xué)生提交綜合訓(xùn)練作業(yè)一份（論文形式），優(yōu)秀作品提交課堂交流PPT。三、訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目綜合訓(xùn)練課下1周，課上1節(jié)。第1天：針對(duì)選題查資料，確定確定的電子產(chǎn)品或電子系統(tǒng)作為論證目標(biāo)；第23天：了解論證目標(biāo)之前的技術(shù)、當(dāng)今的技術(shù)、各部分系統(tǒng)構(gòu)成等。第45天：論證該產(chǎn)品或系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，需提供有力的技術(shù)支撐簡(jiǎn)介；第67天：按格式要求編寫(xiě)整理論文。四、設(shè)計(jì)要求1. 必須有具體的論證對(duì)象。2. 查閱的文獻(xiàn)5篇以上，且要最新。指導(dǎo)教師：閆孝姮日期： 2

3、016 年 10月12日摘要 因?yàn)樘^(guò)平常，所以被忽視。耳機(jī)就是這樣的一個(gè)產(chǎn)品?，F(xiàn)在的生活中，到處都可以看到耳機(jī)的身影，在家中、在室外、在運(yùn)動(dòng)休閑、以及各種聽(tīng)力考試等等，都少不了耳機(jī)。耳機(jī)作為我們現(xiàn)在日常生活的電子產(chǎn)品之一，距離其發(fā)明不到一 百年，在這段時(shí)間里，耳機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了一次又一次的發(fā)展變遷。 第二次工業(yè)革命之后，電力發(fā)展帶來(lái)電器的急速發(fā)展，愛(ài)迪生發(fā)明留聲機(jī)之后人們開(kāi)始享受記錄下來(lái)的音樂(lè)，與此同時(shí)，對(duì)應(yīng)的分解產(chǎn)品也開(kāi)始發(fā)展，耳機(jī)作為其中之一，給我們生活帶來(lái)了極大的樂(lè)趣和方便。于此粗略說(shuō)明耳機(jī)技術(shù)及其發(fā)展和一些未來(lái)展望。關(guān)鍵詞：耳機(jī)；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展目錄綜述11 動(dòng)圈式耳機(jī)22 靜電耳機(jī)23

4、 動(dòng)鐵式耳機(jī)44 等磁式耳機(jī)45 駐極式耳機(jī)56 藍(lán)牙耳機(jī)57 耳機(jī)參數(shù)5課程設(shè)計(jì)體會(huì)7參考文獻(xiàn)8綜述 人們對(duì)于美好聲音的留戀促進(jìn)了留聲機(jī)的發(fā)展，隨之它的伴隨產(chǎn)品也得以進(jìn)一步發(fā)展，于是在此時(shí)代背景之下，耳機(jī)得以發(fā)明以及進(jìn)一步發(fā)展。1937年拜耳把影院揚(yáng)聲器上使用的動(dòng)圈換能器應(yīng)用到類似產(chǎn)品中，他將聲音直接傳送到人類的聽(tīng)覺(jué)器官耳朵, 發(fā)明了一種微型動(dòng)圈換能器并把它鑲嵌到一根可戴在頭上的帶子內(nèi), 由此誕生了世界上第一只耳機(jī)。 耳機(jī)接收到電信號(hào)后，將電信號(hào)傳遞到發(fā)生單元，然后各種發(fā)生單元將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械震動(dòng)，因?yàn)槁曇羰怯晌矬w震動(dòng)產(chǎn)生的，所以就發(fā)出了音效。按換能原理可以分為動(dòng)圈式、等磁式、靜電式、駐極

5、體、動(dòng)鐵式，但主要是動(dòng)圈和靜電耳機(jī)兩大類，雖然除這二類之外尚有等磁式等數(shù)種，但或是已被淘汰或是用于專業(yè)用途市場(chǎng)占有量極少。按開(kāi)放程度又可以分為開(kāi)放式,半開(kāi)放式和封閉式。1 動(dòng)圈式耳機(jī) 1937年，拜亞動(dòng)力率先開(kāi)發(fā)出了全世界第一副動(dòng)圈式耳機(jī)DT48，科學(xué)家拜爾發(fā)明出耳機(jī)時(shí)耳機(jī)這個(gè)詞Headphone還不存在，此時(shí)這個(gè)能夠傳送聲音的東西被稱為動(dòng)力電話（Dynamic Telephone）。 目前絕大多數(shù)（大約99%以上）的耳機(jī)耳塞都屬此類，原理類似于普通音箱，處于永磁場(chǎng)中的線圈與振膜相連，線圈在信號(hào)電流驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)振膜發(fā)聲它其實(shí)就是一個(gè)微縮的電動(dòng)揚(yáng)聲器，和音箱里面用到的揚(yáng)聲器原理是一樣的，而且結(jié)構(gòu)也

6、大同小異。耳機(jī)中的細(xì)銅線或者細(xì)鋁線或者鍍銅鋁線等金屬線繞制的，有2條小小的引腳，分別接入信號(hào)源的正負(fù)極。這小紅圈被稱為“音圈”，它一頭于振膜連，一頭懸掛（不接觸）在永磁體當(dāng)中，當(dāng)電流通過(guò)音圈時(shí)，音圈變成電磁體，將和永磁體產(chǎn)生排斥或者相吸的作用從而驅(qū)動(dòng)振膜產(chǎn)生聲音。動(dòng)圈耳機(jī)技術(shù)現(xiàn)在較為成熟，價(jià)格也相當(dāng)對(duì)親民，占據(jù)了市場(chǎng)主流。圖一 隨著永磁材料、音頻振動(dòng)膜材料發(fā)展，以及耳機(jī)結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)的完善，目前動(dòng)圈耳機(jī)已成為了國(guó)際音響器材中的一項(xiàng)主流產(chǎn)品，并進(jìn)入了對(duì)音響技術(shù)要求很高的HiEnd領(lǐng)域。2靜電耳機(jī) 一提到靜電耳機(jī)，大多數(shù)人反映是昂貴，極致。靜電這個(gè)稱呼實(shí)際上是發(fā)聲單元的一個(gè)類型。Hayashi 在

7、1959年成功的試制出了靜電耳機(jī)的原型機(jī)。這是全世界首臺(tái)靜電換能方式的耳機(jī)，STAX把它定名為“earspeaker ”即耳邊的音箱。1960年，STAX的第一臺(tái)商品化靜電耳機(jī)系統(tǒng)終于面世了，由SR-1靜電耳機(jī)和SRD-1驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器組成。 在上文中我們說(shuō)明了在市場(chǎng)中99%是動(dòng)圈和靜電的情況，其中90%又基本是動(dòng)圈式結(jié)構(gòu)，與動(dòng)圈不同的是，靜電耳機(jī)的發(fā)聲的單元是簡(jiǎn)單的兩層極板夾住振膜的三明治結(jié)構(gòu)，靠極板間的正負(fù)電荷來(lái)驅(qū)動(dòng)振膜從而發(fā)聲，這樣既避免了會(huì)失真的諧振，同時(shí)極薄的振膜也會(huì)使靜電耳機(jī)的反應(yīng)和瞬態(tài)更加迅速，同時(shí)1um的振膜也意味著更加難以驅(qū)動(dòng)。廣泛的來(lái)說(shuō)，靜電耳機(jī)對(duì)比動(dòng)圈耳機(jī)最大的感觸是比較“活

8、”。圖二 原理圖3動(dòng)鐵式耳機(jī) 動(dòng)鐵式受話器與舌簧揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)原理基本相同，而設(shè)計(jì)上的最大改進(jìn)是發(fā)揮了高精度微細(xì)加工技術(shù)，通過(guò)零件的微型化和新型材料的采用，極大地縮小了換能單元的體積并達(dá)到更好的各項(xiàng)電聲性能。動(dòng)鐵式受話器的原理如圖三 所示。當(dāng)線圈中沒(méi)有音頻電流通過(guò)時(shí)，平衡銜鐵在恒磁場(chǎng)中保持平衡狀態(tài)，而一旦線圈中通過(guò)音頻電流時(shí)，平衡銜鐵會(huì)隨著交流磁場(chǎng)的變化在平衡位置做相應(yīng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈性簧片與連桿帶動(dòng)振膜或紙盆發(fā)出聲音。線圈是電流的載體，磁鐵提供恒定直流磁場(chǎng)。線圈內(nèi)部放置一片高導(dǎo)磁率的銜鐵，變化的電信號(hào)饋入線圈，線圈因變化的電流產(chǎn)生變化的洛侖茲力，銜鐵在此力驅(qū)動(dòng)下作上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)振膜產(chǎn)生

9、聲波，從而完成電信號(hào)到聲信號(hào)的轉(zhuǎn)化。圖三 動(dòng)鐵的隔音效果要好于動(dòng)圈入耳。由于動(dòng)圈單元的面積較大，并且在發(fā)聲的過(guò)程中需要較多的空間和空氣參與振動(dòng),因此無(wú)法有效控制漏音現(xiàn)象；而動(dòng)鐵就可以有效降低入耳部分的面積，并且可以放入更深的耳道部分。由于耳道的幾何結(jié)構(gòu)屬于類圓形，比耳廓簡(jiǎn)單的多，所以一個(gè)質(zhì)地柔軟的硅膠套相對(duì)傳統(tǒng)耳塞已經(jīng)能起到良好的隔音及防漏音效果。4等磁式耳機(jī) 在原理上，等磁式耳機(jī)的驅(qū)動(dòng)器類似于縮小的平面揚(yáng)聲器，它將平面的音圈嵌入輕薄的振膜里，象印刷電路板一樣，可以使驅(qū)動(dòng)力平均分布。磁體集中在振膜的一側(cè)或兩側(cè)(推挽式)，振膜在其形成的磁場(chǎng)中振動(dòng)。等磁體耳機(jī)振膜沒(méi)有靜電耳機(jī)振膜那樣輕，但有同樣大

10、的振動(dòng)面積和相近的音質(zhì)，它不如動(dòng)圈式耳機(jī)效率高，不易驅(qū)動(dòng)。5駐極式耳機(jī) 駐極體耳機(jī)也叫固定式靜電耳機(jī)，它的振膜本身就是極化的或者由振膜外極化物質(zhì)發(fā)射的靜電場(chǎng)極化，不需要專門設(shè)備提供極化電壓。駐極體耳機(jī)具有靜電耳機(jī)大部分的特點(diǎn)，但是駐極體會(huì)逐漸去極化，需要更換，其壽命約5-10年。 利用駐極體材料制成的電容傳聲器主要有兩種形式，一種是利用駐極體高分子薄膜做成薄膜，另一種是駐極體材料做成后極板，因?yàn)轳v極體已經(jīng)帶電，所以無(wú)需帶電源，因而簡(jiǎn)化了電容傳聲器的結(jié)構(gòu)。6藍(lán)牙耳機(jī) 隨著耳機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線耳機(jī)受到更多人青睞，藍(lán)牙耳機(jī)得到了迅速發(fā)展。藍(lán)牙工作在2. 4 GHz 的免照頻段, 它采用跳頻擴(kuò)譜技術(shù),

11、 支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸, 其傳輸距離為10100 m, 是一種近距離無(wú)線通信技術(shù)規(guī)范。藍(lán)牙規(guī)范為設(shè)備提供了同時(shí)傳送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音的方法, 使用異步無(wú)連接信道傳送數(shù)據(jù), 而使用同步定向連接信道傳送語(yǔ)音, 還允許多達(dá)3 個(gè)雙工的語(yǔ)音信道同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)。藍(lán)牙使用電路交換技術(shù)處理語(yǔ)音, 電路轉(zhuǎn)換信道能夠有規(guī)律地提供保留帶寬信道, 當(dāng)鏈路首次建立時(shí), 主設(shè)備已分配好了它們占用的固定時(shí)隙。SCO 鏈路上使用不同的包類型( 高質(zhì)量語(yǔ)音HV1，HV2，HV3或數(shù)據(jù)語(yǔ)音DV ) , 它們占用不同大小的帶寬, 提供不同質(zhì)量的語(yǔ)音。7耳機(jī)相關(guān)參數(shù) 伴隨著耳機(jī)的發(fā)展，一些相關(guān)數(shù)據(jù)成為判定耳機(jī)性能好壞的條件。 頻率響應(yīng)：

12、指耳機(jī)能夠表現(xiàn)的頻率范圍，一般值為2020000Hz（低音-高音），通常來(lái)說(shuō)，低音值越低，高音值越高，說(shuō)明耳機(jī)所能表現(xiàn)出來(lái)的音頻細(xì)節(jié)越多，其“保真”性越好。 阻抗：阻抗的大小反映出推動(dòng)該耳機(jī)（即能讓其發(fā)聲）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。民用耳機(jī)的阻抗一 般在100以下，購(gòu)買時(shí)，要注意確定與耳機(jī)配套的設(shè)備是隨身聽(tīng)、手機(jī)還是電腦、電視等，如果是隨身聽(tīng)和手機(jī)，阻抗最好不要超過(guò)30，否則，很可能因?yàn)樵O(shè)備功率較小無(wú)法推動(dòng)耳機(jī)。而如果是電腦和電視，則應(yīng)盡量選擇大阻抗的產(chǎn)品，在其他參數(shù)相同的情況下，大阻抗耳機(jī)搭配大功率音源，輸出的聲音效果通常要優(yōu)于小阻抗、小功率。聲壓級(jí)：又稱靈敏度。該值越大，在同樣的音源輸出功率下耳機(jī)發(fā)出的聲音越大，對(duì)于隨身聽(tīng)及手機(jī)等小功率設(shè)備來(lái)說(shuō)，靈敏度不應(yīng)小于100dB。 課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合能力的一種方式，我們不僅需要掌握好知識(shí)，還需要知道這些知識(shí)怎么拿來(lái)應(yīng)用，或者它是如何被我們所使用來(lái)造福社會(huì)的。綜合訓(xùn)練讓我查閱知網(wǎng)，萬(wàn)芳，維普這些文獻(xiàn)網(wǎng)站，去搜索一些論文知識(shí)，而不是簡(jiǎn)單百度，對(duì)于搜索知識(shí)有了相應(yīng)提升，同時(shí)對(duì)于我所找的耳機(jī)知識(shí)如原理和一些歷史也有極大的完善。對(duì)于這類需要自己從頭到尾原創(chuàng)的綜合訓(xùn)練，需要我們?nèi)フJ(rèn)真查閱，再加以所學(xué)知識(shí)去充實(shí)自己更好。參考文獻(xiàn)1侯璞.小耳機(jī)大內(nèi)涵：動(dòng)鐵式、動(dòng)圈式耳機(jī)拆機(jī)對(duì)比 數(shù)碼世界20