耳机放大器基础知识课件

1、耳机放大器基础知识1欢迎来到高保真耳机放大器（50403051）任课教师:黄建宇 课件发布bb平台：电子技术实验（iii）（高频） 耳机放大器基础知识耳机放大器基础知识2课程安排了解学生知识结构，制定培养计划了解学生知识结构，制定培养计划耳机基础知识介绍耳机基础知识介绍耳机放大器基础知识介绍耳机放大器基础知识介绍学生根据自身情况，确定耳机放大器方案学生根据自身情况，确定耳机放大器方案完成作品，上交总结报告。完成作品，上交总结报告。特别说明：如果你想参加特别说明：如果你想参加2013年的电子大赛，或者选择的电年的电子大赛，或者选择的电路较难，可以延长至学期末。路较难，可以延长至学期末。耳机放大器

2、基础知识3主要内容耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器的作用耳机放大器的作用耳机放大器简介耳机放大器简介课外作业课外作业耳机放大器基础知识4耳机的性能指标耳机放大器基础知识5频率响应 （frequency response） 频率所对应的灵敏度数值就是频率响应，绘制成图像就是频率响应曲线。从频率所对应的灵敏度数值就是频率响应，绘制成图像就是频率响应曲线。从低频到高频给一个相同电压的扫频信号，耳机出来的声压大小。低频到高频给一个相同电压的扫频信号，耳机出来的声压大小。 15-25000hz/-10db的意思是指：高频和低频分别延伸到的意思是指：高频和低频分别延伸到15hz和和25khz时，时，

3、声压相对于声压相对于1khz,已降低了已降低了10db(3db是是2倍，倍，10db是是10倍倍)，所以，所以，15-25000hz/-10db的耳机不一定比的耳机不一定比30-18000hz/-3db的耳机好。对这个指标的耳机好。对这个指标“/”号后面的数字非常重要，敢标号后面的数字非常重要，敢标-3db的绝对是大厂精品的绝对是大厂精品hifi，很多国产耳，很多国产耳机，频响指标一律为机，频响指标一律为20-20k,很不负责还不写很不负责还不写-3db还是还是-10db,还是还是-30db!,耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器基础知识6阻抗（impedance） 注意与电阻含义的区别，在

4、直流电（注意与电阻含义的区别，在直流电（dc）的世界中，物体对电）的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，但是在交流电（流阻碍的作用叫做电阻，但是在交流电（ac）的领域中则除了）的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向作用就称之为电抗，而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向量上的和。量上的和。 交流全频段阻抗很难标，所以，一般用直流阻抗或交流全频段阻抗很难标，所以，一般用直流阻抗或1khz频点下频点下的交流阻抗标出，阻抗大小与音质并无直接关系。但低阻耳机的交流阻

5、抗标出，阻抗大小与音质并无直接关系。但低阻耳机若耳机线阻大或屏蔽不好，较容易造成左右声道的高频隔离度若耳机线阻大或屏蔽不好，较容易造成左右声道的高频隔离度不好，直接影响到声场和定位。不好，直接影响到声场和定位。耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器基础知识7灵敏度（sensitivity） 有两种灵敏度标法：有两种灵敏度标法：db/vrms或或db/mw。在。在1khz频率下，用频率下，用1vrms （root meam square，均方值），均方值）或或1mw驱动耳机，而产生的声压强度。一般灵敏度驱动耳机，而产生的声压强度。一般灵敏度越高、阻抗越小，耳机越容易出声、越容易驱动。越高、阻抗越

6、小，耳机越容易出声、越容易驱动。 将将db/mw换算成换算成db/vrms：必须知道阻抗。功率：必须知道阻抗。功率=电压平方电压平方/电阻，就能根电阻，就能根据阻抗、据阻抗、mw，算出电压，然后换算成，算出电压，然后换算成/1v的灵敏度。需要注意的是，的灵敏度。需要注意的是，spl声声压是压是20倍的倍的log。如：。如：100db/mw，32欧的耳机，（欧的耳机，（0.001w*32欧）欧）=开方开方（0.032）=0.179v，100db/mw换算为换算为100db/0.179vrms=114.9db/vrms 100db/mw 16欧欧=118db/v，100db/mw 32欧欧=115

7、db/v，100db/mw 60欧欧=112db/v，100db/mw 120欧欧=109db/v，100db/mw 300欧欧=105db/v，100db/mw 600欧欧=102db/v，100db/mw 1000欧欧=100db/v 95db声压，基本是人耳听音乐稍大音量的平均声压，放大器平均输出功率，声压，基本是人耳听音乐稍大音量的平均声压，放大器平均输出功率，就是这个声压下，所对应的功率。就是这个声压下，所对应的功率。耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器基础知识8总谐波失真（thd-total-harmonic-distortion）总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及总

8、谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常用百分数来表示。一般说来，用百分数来表示。一般说来，1000hz频率处的总谐波频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。所以测试总谐波失真时，是发出指标。所以测试总谐波失真时，是发出1000hz的声音的声音来检测，这一个值越小越好。来检测，这一个值越小越好。一般这个值很小（小于）一般这个值很小（小于）1%，但要注意的是，随着音，但要注意的是，随着音量加大，这个失真指标将迅速增大，在耳机额定功

9、率量加大，这个失真指标将迅速增大，在耳机额定功率下听音乐，失真已经很大了。如果耳机听见杂音或破下听音乐，失真已经很大了。如果耳机听见杂音或破音，音，thd早超过早超过10%了。了。耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器基础知识9功率储备 95db声压，基本是人耳听音乐稍大音量的平均声压，放大器平均输出功率，声压，基本是人耳听音乐稍大音量的平均声压，放大器平均输出功率，就是这个声压下，所对应的功率。就是这个声压下，所对应的功率。 因为音乐不是正选波，平均因为音乐不是正选波，平均1mw的音乐，会有很多瞬时尖峰，这些尖峰功的音乐，会有很多瞬时尖峰，这些尖峰功率可以是平均功率的几倍，也可以是几十倍，放

10、大器功率不足就会把这些尖率可以是平均功率的几倍，也可以是几十倍，放大器功率不足就会把这些尖峰削平，声音就会失真、开衩峰削平，声音就会失真、开衩.，这就是储备功率的意义：避免把这些尖，这就是储备功率的意义：避免把这些尖峰功率抑制掉，对一般音乐而言，峰功率抑制掉，对一般音乐而言，10倍功率储备可以满足，对于大动态音乐倍功率储备可以满足，对于大动态音乐比如交响乐、打击乐，需要比如交响乐、打击乐，需要30-50倍功率储备，才能避免波形尖峰被削。倍功率储备，才能避免波形尖峰被削。 功率储备的另一个意义，是降低放大器谐波失真。功放失真是随着功率增加功率储备的另一个意义，是降低放大器谐波失真。功放失真是随着

11、功率增加而增加的，比如而增加的，比如10w/8欧欧/thd=10%的功放，输出的功放，输出10w/8欧失真就欧失真就10%了，了，1%失真的功率可能只有失真的功率可能只有3w，0.2%失真的功率会更小，耳放也是类似，失真的功率会更小，耳放也是类似，1%失真就比较难听了，特别是奇次谐波失真。所以，有些人说：我平时在家听失真就比较难听了，特别是奇次谐波失真。所以，有些人说：我平时在家听音乐，几瓦功率足够了，没必要买几十瓦的功放浪费，买几瓦的功放就够了，音乐，几瓦功率足够了，没必要买几十瓦的功放浪费，买几瓦的功放就够了，这是不对的。这是不对的。耳机的性能指标耳机的性能指标耳机放大器基础知识10耳机放

12、大器的作用耳机放大器基础知识11(1)放大信号耳机放大器的作用耳机放大器的作用目前的很多音源，特别是以电池为电源的，为了降低成本、增加播放时间，输目前的很多音源，特别是以电池为电源的，为了降低成本、增加播放时间，输出功率都比较小，比如一般出功率都比较小，比如一般cd为为10mw左右，有的左右，有的cd，md，mp3只有只有3-5mw，这与，这与50-1000mw额定功率的耳机、耳塞不相适应。虽然正常听音乐时，额定功率的耳机、耳塞不相适应。虽然正常听音乐时，输出到耳机的功率只要几输出到耳机的功率只要几mw就足够了，低灵敏度的大耳机需要就足够了，低灵敏度的大耳机需要10mw以上，以上，但这里的功率

13、，是平均功率，对于大动态的音乐，峰值功率可能是平均功率的但这里的功率，是平均功率，对于大动态的音乐，峰值功率可能是平均功率的10-30倍，某些交响乐的峰值功率，可达平均功率的倍，某些交响乐的峰值功率，可达平均功率的50倍以上，因此，倍以上，因此，1mw的的平均输出功率，有时也需要平均输出功率，有时也需要30-50mw的最大输出能力，否则会出现波形削顶失的最大输出能力，否则会出现波形削顶失真。这个输出能力，对于很多小功率音源，甚至半数以上声卡，都是达不到的。真。这个输出能力，对于很多小功率音源，甚至半数以上声卡，都是达不到的。因此，如果耳机灵敏度不是很高，音源输出功率不是很大，加耳放，对于音质因

14、此，如果耳机灵敏度不是很高，音源输出功率不是很大，加耳放，对于音质是会有明显提升的。是会有明显提升的。功率储备的另一个意义，是降低放大器谐波失真。功放失真是随着功率增加而功率储备的另一个意义，是降低放大器谐波失真。功放失真是随着功率增加而增加的，比如增加的，比如10w/8欧欧/thd=10%的功放，输出的功放，输出10w/8欧失真就欧失真就10%了，了，1%失失真的功率可能只有真的功率可能只有3w，0.2%失真的功率会更小，耳放也是类似，失真的功率会更小，耳放也是类似，1%失真就比失真就比较难听了，特别是奇次谐波失真。所以，有些人说：我平时在家听音乐，几瓦较难听了，特别是奇次谐波失真。所以，有

15、些人说：我平时在家听音乐，几瓦功率足够了，没必要买几十瓦的功放浪费，买几瓦的功放就够了，这是不对的。功率足够了，没必要买几十瓦的功放浪费，买几瓦的功放就够了，这是不对的。耳机放大器基础知识12耳机放大器的作用耳机放大器的作用 耳机放大器基础知识13(2)匹配阻抗耳机放大器的作用耳机放大器的作用如今的绝大部分声卡，都没有了耳机输出插孔，只有如今的绝大部分声卡，都没有了耳机输出插孔，只有line out插孔。但大部分人，仍直接将耳机插入插孔。但大部分人，仍直接将耳机插入line out插孔听音乐，其插孔听音乐，其实这是不妥的。实这是不妥的。line out输出阻抗很高，一般在数百至几千欧，输出阻抗

16、很高，一般在数百至几千欧，接入功放或者耳放，阻抗可以完全匹配，接入几十欧的耳机，影接入功放或者耳放，阻抗可以完全匹配，接入几十欧的耳机，影响音质在所难免，而且，很多声卡输出电容只有响音质在所难免，而且，很多声卡输出电容只有100uf左右，甚左右，甚至至47uf，接入低阻耳机，会对低音信号造成严重衰减。例如：，接入低阻耳机，会对低音信号造成严重衰减。例如：47uf输出电容的声卡，接输出电容的声卡，接32欧耳机，低频截止频率在欧耳机，低频截止频率在110hz，也，也就是说，就是说，110hz以下的低音，将被严重衰减，此时加耳放，对于以下的低音，将被严重衰减，此时加耳放，对于音质的提升效果将会很明显

17、。音质的提升效果将会很明显。耳机放大器基础知识14(3)调音作用耳机放大器的作用耳机放大器的作用a，调音为了更加保真，调音为了更加保真保真，是整个听音系统的事，除了耳放，还包括录音、音乐制作、音源器材、保真，是整个听音系统的事，除了耳放，还包括录音、音乐制作、音源器材、耳机（或音箱）、人耳，还有相关线材，而不仅仅是耳放耳机（或音箱）、人耳，还有相关线材，而不仅仅是耳放1个环节的事，如果个环节的事，如果其他环节有了不可避免的失真，是有可能通过耳放调音来补偿的，虽然耳放不其他环节有了不可避免的失真，是有可能通过耳放调音来补偿的，虽然耳放不保真了，但整个听音系统会更加保真。例如：保真了，但整个听音系

18、统会更加保真。例如： dt231耳机素质虽然较高，但其耳机素质虽然较高，但其频响不是很平坦，中频频响不是很平坦，中频2.5-4.5k凹陷造成人声听感靠后，凹陷造成人声听感靠后，100hz以下衰减过快，以下衰减过快，造成低音偏紧，这需要中频、低频的适当补偿；有些人的耳朵对高频很敏感，造成低音偏紧，这需要中频、低频的适当补偿；有些人的耳朵对高频很敏感，或者某些年纪偏大的人，对高频不敏感，这都需要最高频进行适当的衰减或提或者某些年纪偏大的人，对高频不敏感，这都需要最高频进行适当的衰减或提升，整个听音系统才更加保真。升，整个听音系统才更加保真。b，适当的音染。，适当的音染。大家都知道，胆耳放（电子管耳

19、机放大器）的声音比较好听、耐听、有音乐味，大家都知道，胆耳放（电子管耳机放大器）的声音比较好听、耐听、有音乐味，但胆耳放失真，比石耳放（晶体管或集成电路耳机放大器）要高但胆耳放失真，比石耳放（晶体管或集成电路耳机放大器）要高1-2个数量级，个数量级，也就是高几十、几百倍，胆耳放的频响也不保真，两头低中间高。但是，电子也就是高几十、几百倍，胆耳放的频响也不保真，两头低中间高。但是，电子管的耦次谐波失真，略微突出的中频，人耳并不反感，甚至有些讨好人耳。管的耦次谐波失真，略微突出的中频，人耳并不反感，甚至有些讨好人耳。耳机放大器基础知识15耳机放大器简介耳机放大器基础知识16(1)基本结构耳机放大器简介1、前置放大器：作用 ：音源的选择、信号的放大和音质的控制。组成：音源选择电路、输入放大电路和音质控制电路等。2、功率放