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耳机

耳机(Earphones; Headphones; Head-sets; Earpieces)是一对转换单元,它接受来自媒体播放器或接收器所发出的电讯号,利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。

耳机是人的随身音响的象征。手机耳机分为两种标准:OMTP标准通常被叫做国家标准,CTIA被称为国际标准。

耳机根据其换能方式分类,主要有:动圈方式、动铁方式、静电式和等磁式。

从结构上功能方式进行分类,可分为半开放式和封闭式;从佩带形式上分类则有耳塞式,挂耳式,入耳式和头戴式;

  • 动圈式:动圈式耳机是最常见的耳机,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;
  • 动铁式:是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点,从而产生振动并发声的耳机。
  • 圈铁混合:圈铁耳机是动圈动铁混合驱动发声的耳机,有单动圈+单动铁,单动圈+双动铁的结构,动铁单元的优势在于电声转换效率高、振动体轻,因此灵敏度高、瞬态表现好,让原本动圈难以表现出来的音乐动态、瞬间细节突显出来。低频和中频由动圈单元自然呈现,发挥动圈低频延伸好与中频丰满、过渡自然的优势。动铁单元的优势与作用主要承接和补足动圈高频衰减段,从6kHz的分频点开始,由动铁单元负责高频,将高频范围进行延伸至30kHz。
  • 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,像印刷电路板一样,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。

耳机接口种类

有线耳机

插孔类型:

3.5 mm 插孔类型:常闭(NC)和常开(NO)。

对于NC型插孔,当未插入插头时,HPH-L和HS-DET引脚通过插孔上的机械开关连接。

对于NO型插孔,当未插入插头时,HPH-L和HS-DET针脚断开。

插头类型:

常见的3.5mm耳机分类3段式,4段式,其中4段式的包含耳机mic的功能,根据接触引脚的不同又分为 欧标和美标;

耳机上的电声转化装置(左声道听音器和右声道听音器)可以认为是一个16欧或者32欧的电阻,电阻值根据耳机厂商的设计而不同,一般的标准为16欧或者32欧,但有些比较好的耳机这个内阻值比较大;mic端可以认为是一个大电阻(通常为1k欧)和一个开关(多按键耳机可以认为好多个开关串上不同组值得电阻)。

下图是3.5mm耳机插头的简图:

  • 左1:(CTIA Headset,通常称为美标耳机)

    插入端到线分别是: 左声道,右声道,GND,MIC。耳机上德绝缘橡胶环一般是白色的 代表品牌:iphone,MOTO,小米,魅族,索尼

  • 左2:(Headphone)

    插入端到线分别是: 左声道,右声道,GND

  • 左3:(OMTP/EUHeadset,通常称为欧标耳机 )

    从插入端到线分别是: 左声道,右声道,MIC,GND。耳机上德绝缘橡胶环一般是黑色的 代表品牌:诺基亚,三星,HTC

Type C接口耳机

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数字耳机:TypeC 接口的耳机 一般都是 数字耳机, 构成是:usb声卡+DAC&&ADC+amp+模拟耳机,当数字耳机接入到手机(otg)或者电脑后,手机或者电脑识别到了usb设备,并创建相应的声卡后,数字音频信号通过usb传输到数字耳机后,数字耳机通过DAC转换并放大信号,就可以听到声音了,这也是usb声卡的原理。
模拟耳机:有些耳机是TypeC接口,但是它只有模拟耳机的功能,与传统耳机相似,可以接在一些声卡设备等音频设备的Typec 模拟信号输出的接口上;

在Android系统中的对比:

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音频数据传输过程:

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TypeC 耳机插入设备后,可以看到usb识别过程,华为HUAWEI USB-C HEADSET 相关内容

[ 2493.559811] usbpd usbpd0: Type-C Sink connected
[ 2493.683242] healthd: battery l=80 v=4079 t=26.0 h=2 st=3 c=-205 fc=2878000 cc=0 chg=
[ 2493.741725] set prop 119 is not supported
[ 2493.759799] init: Received control message \'interface_start\' for \'android.hardware.drm@1.0::IDrmFactory/widevine\' from pid: 496 (/system/bin/hwservicemanager)
[ 2493.759947] init: Could not find \'android.hardware.drm@1.0::IDrmFactory/widevine\' for ctl.interface_start
[ 2493.760505] msm-usb-ssphy-qmp c010000.ssphy: USB QMP PHY: Update TYPEC CTRL(2)
[ 2493.769649] msm-dwc3 a800000.ssusb: DWC3 exited from low power mode
[ 2493.771107] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: xHCI Host Controller
[ 2493.771133] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: new USB bus registered, assigned bus number 1
[ 2493.784662] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: hcc params 0x0230fe65 hci version 0x110 quirks 0x0000000002010810
[ 2493.784709] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: irq 263, io mem 0x0a800000
[ 2493.784983] usb usb1: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0002
[ 2493.784989] usb usb1: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1
[ 2493.784993] usb usb1: Product: xHCI Host Controller
[ 2493.784997] usb usb1: Manufacturer: Linux 4.14.163 xhci-hcd
[ 2493.785001] usb usb1: SerialNumber: xhci-hcd.0.auto
[ 2493.794601] hub 1-0:1.0: USB hub found
[ 2493.794683] hub 1-0:1.0: 1 port detected
[ 2493.795971] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: xHCI Host Controller
[ 2493.795999] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: new USB bus registered, assigned bus number 2
[ 2493.796016] xhci-hcd xhci-hcd.0.auto: Host supports USB 3.0  SuperSpeed
[ 2493.796309] usb usb2: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0003
[ 2493.796314] usb usb2: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1
[ 2493.796318] usb usb2: Product: xHCI Host Controller
[ 2493.796322] usb usb2: Manufacturer: Linux 4.14.163 xhci-hcd
[ 2493.796326] usb usb2: SerialNumber: xhci-hcd.0.auto
[ 2493.797468] hub 2-0:1.0: USB hub found
[ 2493.797507] hub 2-0:1.0: 1 port detected
[ 2494.318993] usb 1-1: new full-speed USB device number 2 using xhci-hcd
[ 2494.481021] usb 1-1: New USB device found, idVendor=12d1, idProduct=3a07
[ 2494.481039] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[ 2494.481049] usb 1-1: Product: HUAWEI USB-C HEADSET
[ 2494.481057] usb 1-1: Manufacturer: Synaptics
[ 2494.481066] usb 1-1: SerialNumber: 0296B2091111615260921a40923B4
[ 2494.536744] input: Synaptics HUAWEI USB-C HEADSET as /devices/platform/soc/a800000.ssusb/a800000.dwc3/xhci-hcd.0.auto/usb1/1-1/1-1:1.3/0003:12D1:3A07.0001/input/input8
[ 2494.589298] hid-generic 0003:12D1:3A07.0001: input: USB HID v1.11 Device [Synaptics HUAWEI USB-C HEADSET] on usb-xhci-hcd.0.auto-1/input3

TypeC 耳机插入后 注册的声卡信息:

sdm660_64:/ # cat proc/asound/cards
 0 [sdm660sndcard  ]: sdm660-snd-card - sdm660-snd-card
                      sdm660-snd-card
 1 [HEADSET        ]: USB-Audio - HUAWEI USB-C HEADSET
                      Synaptics HUAWEI USB-C HEADSET at usb-xhci-hcd.0.auto-1, full speed

TypeC 耳机硬件接口图:

无线耳机

[[待添加:蓝牙耳机]]

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