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开放式,封闭式和半开放式耳机的理论基础

 
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#1 15-6-25 11:01

开放式,封闭式和半开放式耳机的理论基础

开放式,封闭式和半开放式耳机的理论基础(转贴)
按工作原理,耳机分为三类:封闭式,开放式和半开放式。
     1.封闭式:耳机与耳朵周围的垫子,使得在耳道以外形成一个密闭的容积,它变成一个谐振腔,在低频段上限造成提升,形成轰鸣感觉,效果很不好,给出了完全错误的声音印象。另外,如果一旦耳机没有戴好或者密封垫漏气,听音的频率响应不能允许的变化。因而这种耳机的密封垫一般都用皮革或人造皮革裹塑料泡沫制成。但听音者使用时,耳机必须对头部施加较高的压力,使人感到不适。
     2.开放式:耳机垫子用微孔型泡沫塑料制成,因而是透声的(千万别以为只有后面有孔的才是开放式耳机,那是比较肤浅的看法。当然后面有孔的一定是开放式,其原理和这里介绍的相似)。垫子的声阻可以将低频段高端的谐振峰阻尼掉,但整个低频段也将下跌,也就是说开放式耳机在低频段的声负阻抗明显下跌。为了提高低频,就要使振膜作更大的位移并增加柔顺性,但这样又会增加非线性畸变,并容易产生分割运动,这当然应该避免的。总之,借助垫子可以使声频率响应调整到特定的状态。
     开放式耳机在戴用时压力很低,比较舒适。但是,重放的声频率特性与耳机压力关系很大,因而与听音者头型密切相关。也就是说,对不同的人,声印象往往因此有较大的出入和变化。
     所以,无论是开放式和封闭式耳机,它们可以重放出一些方向信息,但无法保持声源群中各自的准确位置关系。
     3.半开放式:可以克服以上两种耳机的缺点,它使用的垫子是密闭的,但换能器内有完整的声旁路元件,它使得耳机在一定条件下呈现出开放式耳机的特性。因而,即使耳机没有戴好或接触压力较小,对声频率响应基本上没有影响。这种声旁路元件就叫做从动振膜。

     从近代心里声学的研究成果,可以进一步说明这三种耳机的优缺点。

     从图中可以看出:
     1.人们的听音曲线存在一些具有固有间隔(这些间隔状况因人而略有差异)的跌落,他们是由于耳壳效应,外耳谐振和各种衍射效应形成的,由于曲线酷似一把梳齿朝下的梳子,所以叫做梳状滤波器效应。这是一种听音的自然现象,他给出指示声源方位的特定信息。如果具有这些梳妆跌落的间隔,跌落幅度有了变化,人们是可以清楚感觉到的(即产生了可闻失真)。
     2.由于密封空腔使低频响应得到了夸张,这就使得中低频段一些耳道的自然谐振被掩盖,其他一些梳状跌落的幅度,数目,间隔也收到了影响,这就破坏了正常的平直频响的印象,因而在很大程度上破坏了声音的真实感。
     3.开放式耳机的泡沫塑料透声垫子虽然阻尼掉了低频谐振,但由于他的阻尼是宽频带的,所以把所需要的耳道谐振也降低了,把梳状滤波器效应调制或破坏,因而也产生了较大的失真。
     4.半开放式耳机由于低频段(在谐振频率以下)耳机呈封闭式特性,所以低频不下跌,而200赫兹以上又呈开放式特性,所以谐振峰不存在。而从动振膜配合声阻元件的作用,又能重新创造出梳状滤波器效应来,使得频响曲线上的跌落数目,间隔,幅度都十分接近人们的自然听闻的状况。比如经典的监听耳机如k240系列,k340都是采用半开放式结构(隔音性无太高要求)
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