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來源：互聯(lián)網(wǎng)

耳機(jī)是一對(duì)轉(zhuǎn)換單元，它能將播放器或接收器所發(fā)出的電訊號(hào)轉(zhuǎn)化成可以聽到的音波。耳機(jī)根據(jù)發(fā)聲方式分為動(dòng)圈、動(dòng)鐵、電磁式、靜電式以及骨傳導(dǎo)式等，雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)各不相同，但其發(fā)聲原理都基于“振動(dòng)產(chǎn)生聲音”這一現(xiàn)象。除了骨傳導(dǎo)式耳機(jī)是以人骨作為傳聲介質(zhì)，其他耳機(jī)都是通過各種方式來推動(dòng)耳機(jī)內(nèi)部的膜片使其振動(dòng)，從而發(fā)出聲音。

耳機(jī)最初的誕生原因與音樂無關(guān)，而是用于通訊，它重約10斤，主要是接線員在使用。根據(jù)文獻(xiàn)記載，第一款隨身耳機(jī)的概念來源于1891年一位法國工程師提交的專利申請(qǐng)里，這個(gè)專利的樣式與如今常見的耳塞式耳機(jī)樣式基本一致。

根據(jù)佩戴方式不同，耳機(jī)分為半入耳式、入耳式和頭戴式。其中，真無線耳機(jī)（TWS）根據(jù)佩戴形態(tài)可細(xì)分為三種類型：不帶耳塞的半入耳式、帶耳塞的入耳式和完全不入耳的開放式（OWS）。半入耳式發(fā)展早，有許多微小的變種，是最為常見的一種耳機(jī)。入耳式耳機(jī)特征是帶有橡膠圈，使用時(shí)有戴耳塞的感覺。頭戴式耳機(jī)外形較大，因無需入耳，所以對(duì)耳朵損傷最小。耳機(jī)的選擇因人而異，對(duì)隔音沒要求可選半入耳式耳機(jī)，想減少環(huán)境噪音可選入耳式耳機(jī)，對(duì)佩戴舒適度有要求可選頭戴式耳機(jī)。

隨著耳機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，便攜小巧的真無線立體聲耳機(jī)（True Wireless Stereo，簡(jiǎn)稱：TWS）逐漸成為市場(chǎng)主流。全球TWS耳機(jī)在2020年的出貨量為2.33億臺(tái)，2021年同比增長(zhǎng)14.5%，達(dá)到了2.9億臺(tái)。2022年總出貨量則為2.87億臺(tái)，略有下降。中國市場(chǎng)方面，2021年TWS耳機(jī)出貨量約為8092萬臺(tái)，伴隨著市場(chǎng)的滲透飽和，2022年出貨量同比下降15%，為6881萬臺(tái)。此外，100-200 元價(jià)位段的TWS耳機(jī)持續(xù)增長(zhǎng)，200元以內(nèi)的產(chǎn)品在2022年出貨量接近5成。

發(fā)展史

問世

1881年，第一款耳機(jī)誕生，這款耳機(jī)重約10斤，由支架、接收器、聽筒組成，外形像聽診器，供電話接線員使用。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，1895年，手持式耳機(jī)誕生，耳機(jī)開始變得輕便，使用者使用時(shí)需要握住長(zhǎng)柄。1910年，美國的納瑟爾·詹姆斯·鮑德溫在自己家廚房制造出了世界上第一款現(xiàn)代耳機(jī)“雙耳懸掛式耳機(jī)”，該耳機(jī)的造型、佩戴方式基本和今日的頭戴式耳機(jī)一相似，而且也更加輕盈，鮑德溫將這款耳機(jī)兜售給美國海軍，但是卻沒有為這款耳機(jī)申請(qǐng)專利。

首發(fā)

1937年，德國柏林的尤根·拜耳集團(tuán)發(fā)明了一種微型動(dòng)能轉(zhuǎn)換器并把它鑲嵌在可戴在頭上的袋子內(nèi)，第一款用于聽音樂的耳機(jī)因此誕生，之后拜耳的公司（Beyerdynamic）開始在研制和銷售這款動(dòng)圈式耳機(jī)DT-84，成為耳機(jī)發(fā)展史上的一大里程碑。到了1950年，拜耳的公司推出了第一款立體聲耳機(jī)——DT48S，至今該系列仍在生產(chǎn)。1959年，日本公司推出了第一款靜電式耳機(jī)——SR-1，相比動(dòng)圈式耳機(jī)，聲音更加細(xì)膩，但價(jià)格昂貴，只在富人圈流行。1979年，索尼推出了第一代隨身聽Walkman和第一款流行耳機(jī)MDL-3L2，這兩款耳機(jī)都小巧便攜，從此，耳機(jī)開始在大眾中流行。

迭代

1980年，各種耳掛式耳塞和入耳式耳機(jī)開始流行，耳塞式耳機(jī)以小巧的外形和方便的佩戴進(jìn)入到人們的生活之中。考慮到耳塞式耳機(jī)不能很好隔絕聲音，索尼公司在1997年推出了后掛式耳機(jī)。2000年，Bose公司向普通大眾推出了抗噪音耳機(jī)。同年，丹麥的一家公司推出了第一款藍(lán)牙耳機(jī)，但受限于技術(shù)，只能用來通話，不能聽音樂。無線耳機(jī)廣受商務(wù)人士歡迎，耳機(jī)因此開辟了有線、無線兩條道路。2001年，iPod問世，與之配備的耳塞式耳機(jī)也開始流行，成為一種時(shí)尚。在2001-2010年間，白領(lǐng)是藍(lán)牙耳機(jī)的主要購買群體，隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙耳機(jī)的音質(zhì)、續(xù)航和抗干擾性得到了顯著提升。2012年，將電池和電路集成于耳機(jī)腔體的耳塞式藍(lán)牙耳機(jī)誕生，該耳機(jī)備受音樂迷的青睞，因此更多廠商投入到無線耳機(jī)的研發(fā)中。到了2014年，全球首款真無線耳機(jī)（True Wireless Stereo，簡(jiǎn)稱：TWS）誕生，該款耳機(jī)摒棄了外部物理線材，可單雙佩戴。兩年之后，隨著第一代蘋果公司AirPods的發(fā)布，TWS耳機(jī)進(jìn)入了高速發(fā)展期，并逐漸成為如今耳機(jī)市場(chǎng)的主流。

工作原理

發(fā)聲原理

耳機(jī)內(nèi)部有永磁鐵和電磁鐵，其中永磁鐵位置固定不變，而電磁鐵只在通電的情況下產(chǎn)生磁性，電磁鐵與振膜的音圈相連，位置可以發(fā)生變化。當(dāng)音頻電流流入音圈線中，變化的電流會(huì)產(chǎn)生電磁鐵的磁場(chǎng)變化。電磁鐵與永磁鐵相互作用時(shí)發(fā)生了振幅變化的運(yùn)動(dòng)，電磁鐵帶動(dòng)振膜產(chǎn)生振動(dòng)制造出了聲音。

無線耳機(jī)信號(hào)處理原理

藍(lán)牙耳機(jī)

藍(lán)牙是一種短距離無線通信技術(shù)，基于2.4GHz技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)打包傳送出去。藍(lán)牙工作在ISM頻段，該頻段是工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)使用的頻段，由于不需要許可證，多種電子設(shè)備都使用該頻段。為規(guī)避擁堵，增強(qiáng)抗干擾能力，藍(lán)牙應(yīng)用了跳頻技術(shù)。藍(lán)牙1.0于1998年發(fā)布，傳輸速度最大可達(dá)723.1Kbit/s，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10米，但存在產(chǎn)品互不兼容、安全性差等問題，隨著技術(shù)的進(jìn)步，藍(lán)牙的傳輸速度、傳輸距離和兼容性在不斷提高。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用廣泛，其中藍(lán)牙無線耳機(jī)早在2000年就已經(jīng)誕生，但彼時(shí)的藍(lán)牙耳機(jī)仍存在外部物理線材，并不能稱為“真”無線。直到2014年，全球首款無物理線材耳機(jī)的誕生，讓真無線立體聲耳機(jī)（True Wireless Stereo，簡(jiǎn)稱：TWS）開始走進(jìn)人們的視野。

TWS耳機(jī)連接方案有多種，早期TWS耳機(jī)采用“主耳機(jī)先與手機(jī)相連，再通過低功率的藍(lán)牙連接副耳”，來實(shí)現(xiàn)真無線連接的方案。蘋果公司的AirPods采用了“監(jiān)聽模式”方案，即“主耳機(jī)與手機(jī)相連后，副耳機(jī)通過監(jiān)聽主耳機(jī)“與手機(jī)的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)無線連接，此外，AirPods還內(nèi)置蘋果W1芯片來保障穩(wěn)定性。還有一些廠商采用了“雙耳機(jī)同時(shí)連接手機(jī)“的雙連接方案。

紅外無線耳機(jī)

紅外無線連接技術(shù)在世界上被廣泛使用，它通過數(shù)據(jù)電脈沖與紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)收發(fā)數(shù)據(jù)。除了強(qiáng)光，少有能影響其傳輸。紅外具有小角度、短距離、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。且保密性好，傳輸速率可達(dá)16Mbps，因此可以傳輸大容量、高品質(zhì)的音頻。但指向性要求極高，角度偏離會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無法接收，且傳輸距離要求在10米以內(nèi)，耗電量也比較大。

4G無線耳機(jī)

2.4G無線耳機(jī)采用了2.4GHz頻段無線載波技術(shù)和P2P通訊協(xié)議，無線傳輸速率可達(dá)2Mb/s，基本可以滿足“CD級(jí)音質(zhì)”音頻所需1.4Mb/s的傳輸要求，同時(shí)還能集成無線話筒，實(shí)現(xiàn)雙向工作。

FM無線耳機(jī)

FM無線耳機(jī)原理是在耳機(jī)中裝上FM接收電路，再通過接收FM發(fā)射機(jī)發(fā)射的音頻信號(hào)，來收聽特有信號(hào)源和調(diào)頻廣播。

Kleer無線耳機(jī)

Kleer是一種無損數(shù)字傳輸技術(shù)，它基于2.4GHz通信傳輸頻率，利用二次抽樣的無線電結(jié)構(gòu)，來保證在2.4GHz頻率上，傳輸無損高質(zhì)量的音頻。Kleer可以以2.4 Mb/S的速度將數(shù)據(jù)傳輸10米以上、頻響20 Hz~20 kHz、失真率低于0.1%，并且傳輸?shù)难舆t小。Kleer還擁有無需在使用前配對(duì)、同時(shí)接收數(shù)據(jù)、耗電低的特點(diǎn)。

耳機(jī)分類

按照發(fā)聲原理分類

按照佩戴方式分類

按信號(hào)傳輸方式分類

按用途分類

性能參數(shù)

總諧波失真

因諧振現(xiàn)象，耳機(jī)播放聲音時(shí)會(huì)在更高頻率產(chǎn)生多余的雜音，此現(xiàn)象稱為總諧波失真。總諧波失真越高意味著雜音越多，音質(zhì)也就越差。

頻響范圍

單位：赫茲(Hz)，頻響指聲波振動(dòng)循環(huán)時(shí)每秒重復(fù)的次數(shù)，如1Hz代表每1秒振動(dòng)1次，頻率響應(yīng)范圍大的耳機(jī)能更好地還原聲音的真實(shí)細(xì)節(jié)。

阻抗

單位：歐姆(Ω)。耳機(jī)的阻抗越小，播放設(shè)備越容易驅(qū)動(dòng)出聲。不同阻抗的耳機(jī)所應(yīng)用場(chǎng)合各不相同，臺(tái)式機(jī)或功放等設(shè)備可以驅(qū)動(dòng)高阻抗耳機(jī)，而手機(jī)用戶則推薦使用低阻抗（16Ω-32Ω）的耳機(jī)。

靈敏度

單位：分貝（db），在輸出相同聲壓下，靈敏度越高，耳機(jī)越容易驅(qū)動(dòng)出聲。

防水等級(jí)

根據(jù)耳機(jī)的防水能力劃分，防水等級(jí)從IPX0-IPX8不等，等級(jí)越高代表防水能力越強(qiáng)。

應(yīng)用領(lǐng)域

耳機(jī)應(yīng)用廣泛，除了用于欣賞音樂、接聽電話等個(gè)人領(lǐng)域外，還廣泛應(yīng)用于消防、公安、航空、軍事等專業(yè)領(lǐng)域。在消防、公安領(lǐng)域，使用骨傳導(dǎo)耳機(jī)與空氣傳導(dǎo)耳機(jī)相比，有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1、使用骨傳導(dǎo)耳機(jī)感知的聲音不經(jīng)外耳通道，而是由顱骨產(chǎn)生振動(dòng)來傳入內(nèi)耳，即使在高達(dá)120DB的噪音環(huán)境中也可以保持通訊，而空氣傳導(dǎo)耳機(jī)送話時(shí)會(huì)將環(huán)境噪音也傳過去，導(dǎo)致收話人聽不清楚。例如，當(dāng)消防員在高噪音的消防現(xiàn)場(chǎng)，骨傳導(dǎo)耳機(jī)里可以傳來清晰的聲音，而空氣傳導(dǎo)耳機(jī)會(huì)被現(xiàn)場(chǎng)的嘈雜聲影響。2、骨傳導(dǎo)耳機(jī)佩戴在耳邊或面頰，好處是可以感知四周環(huán)境的聲音，空氣傳導(dǎo)耳機(jī)則需要堵住或者罩住耳朵。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)特種警察在樹林中追捕武裝犯罪者時(shí)使用了空氣傳導(dǎo)耳機(jī)，那么有可能因?yàn)槁犛X被占用，導(dǎo)致受到犯罪者的侵害。3、骨傳導(dǎo)耳機(jī)擁有防水功能，可讓干警們?cè)趷毫犹鞖庵惺褂谩?、呼嘯的風(fēng)聲不會(huì)傳入骨傳導(dǎo)耳機(jī)中，因此適合不同工作性質(zhì)的公安人員、如水面中華人民共和國公安部緝私局、緝毒、海上巡警、交警等。降噪耳機(jī)剛發(fā)明出來時(shí)也是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，1986年，Bose創(chuàng)始人Amar G. Bose經(jīng)歷數(shù)十年的研究，研發(fā)出了主動(dòng)降噪耳機(jī)，其原理是將收集到的噪音聲波信息計(jì)算出反向聲波，然后播放反向聲波用于抵消外界噪音，主動(dòng)降噪耳機(jī)一經(jīng)誕生就受到軍方和航空領(lǐng)域的青睞，直至2000年，BOSE公司才向普通大眾推出抗噪音耳機(jī)。

發(fā)展前景

形態(tài)

從形態(tài)上看，耳機(jī)的發(fā)展趨向小型化。第一代耳機(jī)重達(dá)10斤，使用時(shí)需要用肩扛著揚(yáng)聲器兼麥克風(fēng)箱，將聽筒罩住耳機(jī)，再通過接收器進(jìn)行交流，非常不便。隨著技術(shù)的進(jìn)步，耳機(jī)根據(jù)功能演變出了多種形態(tài)，有頭戴式、入耳式、半入耳式等。第一款頭戴式耳機(jī)在1919年誕生，該耳機(jī)為頭戴式耳機(jī)的鼻祖，具有良好的隔音性、沉浸性和專注性，款式也與如今的頭戴式耳機(jī)基本類似。形態(tài)更小的入耳式耳機(jī)的概念在1891年就已經(jīng)提出，而誕生之后一直流行于大眾。隨著藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用，通過無線連接的藍(lán)牙耳機(jī)開始誕生，但彼時(shí)的藍(lán)牙耳機(jī)在雙耳間仍需要物理線材。后經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展，藍(lán)牙耳機(jī)做到完全無物理線材。

技術(shù)

目前耳機(jī)朝著細(xì)分化發(fā)展，廠商們?cè)絹碓阶⒅囟鷻C(jī)的降噪、音質(zhì)、智能化等功能。降噪耳機(jī)最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，后開始進(jìn)入大眾市場(chǎng)，其原理是通過計(jì)算出與環(huán)境噪音相反的聲波進(jìn)行抵消，實(shí)現(xiàn)降噪。降噪耳機(jī)還在不斷發(fā)展，不少廠商鉆研出了新的技術(shù)，如優(yōu)化麥克風(fēng)的數(shù)量和位置，再增加算法。還有通過檢測(cè)環(huán)境噪音，用自適應(yīng)降噪技術(shù)調(diào)節(jié)噪音等級(jí)，以減輕佩戴降噪耳機(jī)時(shí)耳道的壓迫感。好音質(zhì)一直一幅耳機(jī)重要的點(diǎn)，而影響音質(zhì)的因素除了與驅(qū)動(dòng)單元、振膜的材質(zhì)和數(shù)量、腔體結(jié)構(gòu)、調(diào)音、頻響范圍相關(guān)，還與耳機(jī)的類型有關(guān)，其中高端頭戴式耳機(jī)無疑能提供更好的音質(zhì)，因客單價(jià)高、客戶忠誠度高，即使研發(fā)周期長(zhǎng)且成本高，耳機(jī)廠商們也會(huì)持續(xù)投入，研發(fā)新產(chǎn)品。在智能化這塊，耳機(jī)廠商們也在不斷推陳出新，譬如推出了支持紀(jì)錄會(huì)議內(nèi)容、錄音、語音轉(zhuǎn)文字、實(shí)時(shí)翻譯等功能的耳機(jī)。

健康和安全

根據(jù)醫(yī)學(xué)研究表明，當(dāng)音量超過85分貝且長(zhǎng)時(shí)間佩戴耳機(jī)時(shí)，會(huì)造成聽覺疲勞。當(dāng)音量在110分貝以上時(shí)，聽力會(huì)受到不可逆的損傷。而采取音量不超設(shè)備最大音量的60%，同時(shí)時(shí)間不超60分鐘，可以預(yù)防耳機(jī)對(duì)聽力的影響。另外，不要共享耳機(jī)，且對(duì)耳機(jī)定期消毒，這樣能避免佩戴時(shí)皮膚受損導(dǎo)致細(xì)菌侵害。在行走、騎行、開車時(shí)佩戴耳機(jī)容易引起注意力分散，因此最好暫停音樂或調(diào)小音量。入睡時(shí)戴耳機(jī)聽音樂會(huì)讓耳膜得不到休息，容易造成聽力疲勞、眩暈、耳鳴、頭疼等問題。

過度使用耳機(jī)會(huì)出現(xiàn)聽力減退、語言分辨能力下降等噪聲性耳聾的癥狀，醫(yī)生建議耳機(jī)的音量不宜超過60%。人們一般沒辦法發(fā)現(xiàn)大音量對(duì)高頻造成的損傷，高頻對(duì)噪音敏感，損傷危害時(shí)一般不會(huì)被感知，具有隱蔽性，等人們感知到時(shí)，說明語言范圍內(nèi)的頻率也受損了。同時(shí)，佩戴耳機(jī)可能導(dǎo)致佩戴者忽略環(huán)境聲音，特別是在過馬路，夜跑等場(chǎng)景下可能存在安全隱患。

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