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iPhone7要取消耳机插口了?最后怀念一下这项古老科技吧

耳机插头 扬声器 闭合电路 永久磁铁 扬声器制作 插头分节

Rhett Allain 发表于  2016-09-07 16:48

(RiverDawn/翻译)智能手机样式千差万别,但小小的耳机插孔几乎存在于每一部智能机上。然而,据说苹果为了让iPhone 7更薄,将取消它的耳机插孔。我觉得,是时候来看一眼这项简单到惊人的技术了。

它就是一条闭合电路

从最基本的层面上说,一副耳机就是一圈电线,有电流从中流过。这圈线路中的电流接着和一块不断推动空气的永久磁铁相互作用——声音就产生了。没错,我省略了许多细节,但目前来说已经够用了(有其他制造扬声器的方法,但这是最简单的一种)。需要记住的关键是,必须要有电流在这圈电线里流通,声音才会产生。

如果你想制造电流,你几乎总是需要一个闭合电路的。考虑一下这个由一块电池和一个小灯泡组成的简单电路。

这里,电流从电池流出,经过灯泡,然后流回电池,这就是一个闭合电路。耳机中的扬声器同样如此,只除了两处不同:电池被一个振荡源(就是音乐之类的玩意儿)取代,灯泡则被线圈所取代。

当然,这只是一个扬声器。一般的耳机有两个——一耳一个。看,我拆了一个真正的耳机,你可以看见其中的线圈。

中间的圆柱体就是永久磁铁。

再一窥插头

但耳机插孔的关键之处还是在插头本身。它能让你在无需真正连接任何电线的情况下快速将扬声器和音乐源相连。让我们仔细观察一下这些耳机插头。

这三个箭头指向两个扬声器的三个连接点。没错,每个扬声器需要两根电线,那两个扬声器应该需要四根才对,看起来插头上少了一个连接点。但只需一番简单调查,你就能明白这些不同的连接器都通向何处。让我们从劣质或者损坏的耳机开始(你可不想剪好耳机)。从插头一端向上几厘米处剪断耳机线缆。接下来,从断口处剥掉电线上包裹的绝缘材料。

然后只需把耳机电线当作点亮灯泡的电线一样使用。将鳄鱼夹线与其中一根裸露的耳机电线相连,再将夹线另一端连上电池。现在再用一个鳄鱼夹把耳机插头上的一节和一个灯泡夹在一起,接着用另一根夹线连起灯泡和电池。如果插头上的此节和这根耳机电线对应,那么你就造出了一个闭合电路,灯泡将会亮起——像这样:

(注:绿色鳄鱼夹线连接灯泡和耳机电线,红色鳄鱼夹线连接耳机插头与电池,黄色鳄鱼夹线连接灯泡和电池。)

没错,图片中的灯泡是亮的(只是看不太出来)。另外,如果你想使用另一种方法,拿一个万用表来测量插头分节和电线之间的电阻即可。如果电阻为零(或近零),那么就说明是两者对应。接下来你可以换上耳机电线的另一端,再找到和这一根相对的插头分节。

但怎么解释只有三节来对应两个扬声器所需的四根电线呢?这就关乎共享了。左扬声器和右扬声器分别有一根电线一同对应插头顶端的那节,所以你看到的分节只有三个。欢迎大家自己动手检验。

目前的iPhone插头实际上与普通插头不一样。如图所示:

注意到了吗?苹果耳机插头有四个分节而非三个。这是因为这种耳机除了两个扬声器之外,还有一个附带的麦克风。事实上,许多耳机都是如此,不只苹果。既然底端的两节还在同样的位置,一副苹果耳机可以适用于任何耳机插孔,而任何耳机也能适用于一部iPhone——起码现在还是这样。

编者注:这句话说的是美国的情况……四分节会出现一个问题:新分出的两节里哪个是地线,哪个是麦克风?这一点中国的标准和国际标准并不统一;而如果耳机和插孔的标准不同,就会产生奇怪的声音效果。解决办法是购买一条转接线,或者按住麦克风上的通话键……

对了,我应该指出更好的耳机线缆有时看上去会有所不同。高质量耳机的一股线缆中往往只包含三根不同的电线,与廉价耳机中的四根不同。这样的设计可以让电线被电磁保护,不被其他电缆干扰——不过这就是改天的话题了。

制作你自己的耳机

如我之前所说,扬声器是一种极其简单的装置,简单到你可以自己制作。你所需材料只有刚才已经被剪下的耳机线缆,以及一个杯子、一些电线和一块磁铁。把电线绕在一个塑料杯的底部,用胶布粘牢,这样就能基本固定。现在把这圈电线和耳机中的两根电线相连,确保它们同属耳机的一边,不然就不能起作用。最后,只需把一块磁铁加在杯子的底端,然后将你的新扬声器插入你的iPhone或电脑。好吧,我承认它的声音不会太大,但它应该能工作。

照片中是我的版本。

图片来源:Rhett Allain

它不用太好看也能起作用。另外,如果你用一块更强的磁铁,它可能会有更好的音质,或者起码更大声。

耳机插孔的过去与未来

让我用一段俳句开头:

比手机更久
为双耳带来悦音
再见了模拟。

我知道——这段俳句里没包含自然元素,抱歉。耳机插孔最酷的一面也许就是它的年龄。人类运用此种形式的插头和插孔已经有一百多年(好吧,最初的插头更大——但原理一样嘛)。实际上,耳机插孔的历史真的饶有趣味。特别地,我喜欢这篇梳理了此类插头发展史的BBC文章。作为补充资源,也可以看看耳机连接器的维基百科页面,干货充足。(编辑:Ent)

题图来源:Getty Images

编译来源

wired.com, The Physics of How Your Earphone Jack Works (Just in Time to Say Goodbye)

热门评论

显示所有评论

全部评论(64)
  • 1楼
    2016-09-07 16:57 Nightenstar

    插口输不出人声是怎么回事

    [1] 评论
  • 2楼
    2016-09-07 17:22 Keitaro
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    不出人声,但能出音乐?是指只有一些音乐的频率有响应吧……以前遇到过。

    先尝试更新驱动程序。

    [0] 评论
  • 3楼
    2016-09-07 17:33 极盛女荡

    那怎么听歌?只能用蓝牙耳机?

    来自 果壳的壳
    [0] 评论
  • 4楼
    2016-09-07 17:39 极盛女荡

    还是用lightning,那么就要面对要么听歌要么充电,分线器万岁?
    或者,重新设计耳机?

    来自 果壳的壳
    [0] 评论
  • 5楼
    2016-09-07 17:41 Nightenstar
    引用@Keitaro 的话:不出人声,但能出音乐?是指只有一些音乐的频率有响应吧……以前遇到过。先尝试更新驱动程序。

    ok

    [0] 评论
  • 6楼
    2016-09-07 17:47 Keitaro
    引用@Nightenstar 的话:ok

    另外我记得HD audio和AC97 audio的设置差别是不同的。

    如果主板的BIOS设置的与实际前面板接口的类型不符,也有可能造成这个情形。检查前面板接主板的连线,接头有AC97/HD Audio字样的话,主板BIOS和驱动程序里的设置都应该设置成与之相同。有的机箱前面板音频口有转接的两种规格,如果主板BIOS和驱动没有设置选项可以改的话,试试换另一接头。

    [1] 评论
  • 7楼
    2016-09-07 17:55 Nightenstar
    引用@Keitaro 的话:另外我记得HD audio和AC97 audio的设置差别是不同的。如果主板的BIOS设置的与实际前面板接口的类型不符,也有可能造成这个情形。检查前面板接主板的连线,接头有AC97/HD Audio字...

    慢慢研究

    有点头晕

    [0] 评论
  • 8楼
    2016-09-07 18:38 布拉德雷祭司的马甲

    然而,再可预见的未来,地球人还是继续使用耳机插头

    来自 果壳的壳
    [15] 评论
  • 9楼
    2016-09-07 18:48 cccp
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    有可能是插口没接好,左右声道短路,人声被抵消。

    [0] 评论
  • 10楼
    2016-09-07 22:54 脂肪酸钠

    为了薄…………

    为什么要用插口呢?用夹子接入岂不更好?

    早年我在YY纸片般薄的平板时想到了这个点子。

    [2] 评论
  • 11楼
    2016-09-07 23:17 被雕坏的猪

    额 那设备是怎么识别耳机的。我的笔记本有正确的驱动,插口完好,但只能偶尔自动识别耳机。

    [0] 评论
  • 12楼
    2016-09-07 23:34 傷口

    放心好了,只是把手机原本集成的功能独立出来,在手机和耳机之间接了一套数字界面+DAC解码器+耳放而已。

    [44] 评论
  • 13楼
    2016-09-08 04:09 haoyanghotel
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    或许是耳机的标准不一样,分美标和国标

    [0] 评论
  • 14楼
    2016-09-08 08:28 johncartel

    苹果是在重新定义蓝牙吗?

    [0] 评论
  • 15楼
    2016-09-08 08:49 理外无心

    我第一个手机就没耳机插口,充电、耳机都是那种扁口的USB

    来自山寨果壳.wp
    [1] 评论
  • 16楼
    2016-09-08 09:22 能整二两
    引用@理外无心 的话:我第一个手机就没耳机插口,充电、耳机都是那种扁口的USB

    年轻人,我用手机那会儿还没有USB接口。

    [1] 评论
  • 17楼
    2016-09-08 09:22 大头米少

    好吧,我得承认手机的设计是放口袋里的,但插着耳机的手机设计则不是。这确实是个问题。

    [0] 评论
  • 18楼
    2016-09-08 10:03 枫织邂逅

    取消充电插口才算牛逼。

    [4] 评论
  • 19楼
    2016-09-08 10:12 神秘的东东

    [30] 评论
  • 20楼
    2016-09-08 10:19 xyfd
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    插口问题,左右声道相位相反抵消了,伴奏左右声道是不同的不能完全抵消,人声不分左右声道就抵消完了

    [1] 评论
  • 21楼
    2016-09-08 10:32 bearlittle1

    习惯了插孔耳机

    [2] 评论
  • 22楼
    2016-09-08 10:38 傷口
    引用@神秘的东东 的话:

    如果是这种的话,确实是单纯的改变插头,仍然是手机将音频数字信号解码成模拟信号放大后通过数据接口的触针传送到耳机线圈里,转接线只是把触针接头单纯转为3.5耳机孔,这是最坑的

    [0] 评论
  • 23楼
    2016-09-08 10:39 丨Sail丶若水
    引用@枫织邂逅 的话: 取消充电插口才算牛逼。

    其实无线充电技术早就在诺基亚的手机上实现了,取消充电插口不难,取消数据传输插口才叫牛逼

    [0] 评论
  • 24楼
    2016-09-08 10:53 飞翔的屎壳郎
    引用文章内容:几乎总是需要一个闭合电路

    请教一下什么情况是不需要闭合电路的

    另外,为什么插针不能做细一些呢,我记得有2.5mm的吧

    [0] 评论
  • 25楼
    2016-09-08 12:00 西河湾刀

    无可救药的傲慢,极度愚蠢的商业决策,忽视用户需求的都灭绝了

    [1] 评论
  • 26楼
    2016-09-08 12:06 天降龙虾
    引用@丨Sail丶若水 的话:其实无线充电技术早就在诺基亚的手机上实现了,取消充电插口不难,取消数据传输插口才叫牛逼

    蓝牙表示也没啥牛逼的。。。。

    [0] 评论
  • 27楼
    2016-09-08 12:28 言十辰知
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    没插紧


    [0] 评论
  • 28楼
    2016-09-08 12:30 布拉德雷祭司的马甲
    引用@天降龙虾 的话:蓝牙表示也没啥牛逼的。。。。

    蓝牙慢如屎,还是wifi直连吧

    来自 果壳的壳
    [0] 评论
  • 29楼
    2016-09-08 12:37 Noir68
    引用@Nightenstar 的话:插口输不出人声是怎么回事

    缺地线,人声部被中和了。

    [0] 评论
  • 30楼
    2016-09-08 13:29 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
    引用@tanluntianqi 的话:那怎么听歌?只能用蓝牙耳机?

    说实话我的iPhone6 3.5mm jack还是DT

    [0] 评论

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Rhett Allain
Rhett Allain 美国东南路易斯安那大学物理学副教授

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