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总算明了动圈的发声原理

发布时间:2022-12-12 03:52:42

动圈是耳机的一种换能模式,目前60%以上的耳机耳塞都属此类,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。今天给大家分享了动圈的发声原理,赶紧来看看吧!

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动圈的发声原理

一、动圈的概述

耳机的各种类型

耳机是根据其驱动器(换能器)的类型和它的佩带方式分类的。

驱动器技术

动圈式

动圈式耳机是最普通、最常见的耳机,它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器,由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高,大多可为音响上的耳机输出驱动,且可靠耐用。

等磁式

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。

静电式

静电耳机有轻而薄的振膜,由高直流电压极化,极化所需的电能由交流电转化,也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中,当音频信号加载到定子上时,静电场发生变化,驱动振膜振动。单定子也是可以驱动振膜的,但双定子的推挽形式失真更小。静电耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号,用变压器连接到功率放大器的输出端也可以驱动静电耳机。静电耳机价格昂贵,不易于驱动,所能到达的声压级也没有动圈式耳机大,但它的反应速度快,能够重放各种微小的细节,失真极低。

驻极体

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。

二、动圈的由来和发声原理

由来

之所以称之为动圈,实际上是一种形象的称呼。振动是产生声音的根本原因,那么如果要产生声音,就必须要有振动源的存在,耳机内部的薄膜即振动源,又因为薄膜上附有导线圈,导线圈和薄膜整体作为振动源振动,故称之为动圈。当然,不是这种构造的耳机,则不应称之为动圈。

工作原理

其实就是普通物理中,磁和电的基本应用。我们知道,磁的变化会有电流的产生,说的更科学点,应该是磁通量的变化会有电流的产生,当然,前提是一个闭合线圈在磁场中。反之亦然。利用电流流过线圈,产生磁场,而磁场和位于底部的永磁材料相互作用,推动薄膜的振动,就产生声音。这就是动圈的工作原理。既然动圈的核心部件是薄膜和线圈,那么和这些相关的一些参数也成为了耳机好坏的评价标准了。比如,电阻率(阻抗),灵敏度,响应频率段等。

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什么是动圈耳机

其实这个问题很傻,只要是对耳机有些许了解的,都能清除的知道什么是动圈耳机。动圈耳机指的是其使用了动圈式扬声器的耳机,就是使用一个永磁体提供的永磁场,将处于永磁场中的线圈振膜带动震动从而发出声音的耳机。

你可以回想一下你初中时候上过的物理课,里面已经告诉你了扬声器的工作原理,其实你可以把动圈耳机中的喇叭看作是一颗微型的音箱喇叭。在音箱上我们用“英寸”来表示它的大小尺寸, 而在耳机上我们习惯性使用mm来表示。

其实目前你能接触到的80%以上的中低端耳机,它们都使用的是动圈式单元,单元振膜的材料、单元本体的结构等方面可能会不太一样,从而塑造出不同的声音风格,但基本原理没有任何差别。动圈耳机的优点有很多,造价便宜,技术成熟,可以做到全频段都有着较好的声音表现。

但动圈单元也有着先天性的缺点,比如对耳机腔体结构设计的敏感性,体积无法做到极度小巧(虽然现在也有了微动圈单元,和动铁单元比起来仍然要大),无法避免带来音质劣化的分割震动,想要更好的声音表现则需要相对大一些的尺寸等。但无论如何,动圈单元的优点足矣掩盖其缺点。毕竟动圈耳机能带来大多数人都比较喜欢的宽松、温暖的声音风格,并且也是最容易做出“重低音”效果的单元类型。

动圈单元是什么

动圈单元性质是最普通、最常见的耳机,缺点是效率相对比较低。

动圈单元工作原理:内部有震膜、闭合线圈、永磁体,闭合线圈接入声音电信号,产生磁场,在永磁体磁场的作用下,带动震膜震动而发声。

动圈单元的造价与音质成正比,劣质与优质的单元有着明显的听感差异,这主要取决于耳机单元的震膜、线圈和磁体强度。

震膜:震膜材料的力学性能与最终声音息息相关,震膜的面积、强度、弹性、韧性是直接影响声音的因素。理论上,震膜越大、力学性能越好,单元具有的上限越高。

线圈与永磁体:线圈本身处于永磁体磁场中,当输入电流信号强度固定时,永磁体的磁性与音量成正比,永磁体的磁性越强、线圈受到的磁力越大、加速度越大、对震膜的材料性能就越高。

很多动圈耳机,比如拜雅的高能特斯拉单元、JVC的木震膜单元,它们单动圈单元耳机能够卖到上万的价格,但它们的震膜材质、单元结构、加工工艺是小作坊学不来的,高端的音响设备大都采用动圈单元。

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