受话器（听筒）和微型扬声器都是动圈式电声器件：磁路、音圈、振膜，原理几乎一样。但受话器是贴着耳朵工作的，振膜推动的是耳道与耳廓围成的一个只有几立方厘米的小空腔，而不是开放的空气。这个差别决定了受话器为什么用很小的功率就够响、为什么频响曲线要在耳模拟器上测、为什么手机没贴紧耳朵时声音会“发薄”。本文从结构讲起，用压力场模型和亥姆霍兹共振公式定量分析受话器的低频、泄漏和高频，再介绍人工耳的类型与测量要点。

• ≈80 dB贴耳小腔与 1 m 外放之差
• 300 Hz0.3 mm² 泄漏的低频拐点
• 8 N3GPP 默认贴耳力

一、受话器与扬声器：同一原理，两种声场

手机里通常有两类发声器件：底部或侧面的扬声器负责免提和铃声，向开放空间辐射，听者在几十厘米外；顶部的受话器负责通话，出声孔贴在耳廓上，和耳道一起形成一个近似封闭的小空腔。前者工作在自由场，后者工作在压力场。两者的结构可以很相似，设计目标和评价方法却完全不同。

近年不少手机让顶部的受话器兼作立体声外放的一个声道，这时同一个器件既要在贴耳时频响平顺，又要在外放时有足够的声压和低失真，设计难度明显提高。

二、结构：磁路、振膜与前后腔

图 1 是一只内磁式受话器的剖面示意。磁钢上面叠着导磁的华司，外面罩着U 杯（轭铁），华司边缘与 U 杯侧壁之间留出一圈很窄的磁间隙；音圈粘在振膜上，悬在磁间隙里。音频电流流过音圈时受到安培力 F = Bl · i，推动振膜前后运动。

• 振膜：受话器多用 PET、PEEK 等薄膜热压成型的复合膜，中间球顶、外圈折环；折环的形状和膜材厚度决定了顺性，也就决定了谐振频率。
• 前腔与出声孔：振膜与前盖之间的小空间，经出声孔通向耳朵。前腔容积和出声孔尺寸构成一个亥姆霍兹共振器，决定高频的上限（见第五节）。
• 后腔与阻尼网：振膜背面的空气经盆架上的孔进入后腔，再经覆有阻尼网的泄气孔与外界相通。后腔的空气是一个附加的弹簧，阻尼网提供声阻，压低谐振峰。
• 跑道磁钢：手机顶部留给受话器的空间又窄又薄，把磁钢做成长条“跑道”形，可以在有限宽度内放下更多磁钢、获得更长的有效音圈长度。引线式和弹片式则是两种不同的电气连接方式。

后腔为什么会改变谐振频率？封闭空气的声顺折算到振膜上，相当于一根附加弹簧，其劲度为：

示例：S_d = 40 mm²、M_ms = 40 mg、K_ms = 1000 N/m 的振动系统，单独谐振在约 796 Hz；装进 0.5 cm³ 的后腔，K_b ≈ 454 N/m，谐振升到约 960 Hz；后腔缩小到 0.1 cm³，K_b ≈ 2270 N/m，已是振膜自身劲度的两倍多，谐振升到约 1440 Hz。后腔越小，空气弹簧越硬，这是超薄机型中受话器低频难做的原因之一。

三、压力场：为什么贴耳就够响

当空腔的尺寸远小于声波波长时（4 kHz 的波长约 8.6 cm，耳道加耳廓的尺度只有几厘米），腔内各处的声压近似相等，空气只是被整体压缩和膨胀。振膜推入的体积变化 ΔV = S_dx 产生的声压为：

作为对比，同一块振膜装在无限大障板上向半空间辐射，距离 r 处的声压为：

示例：S_d = 40 mm²，振膜位移峰值 5 μm。推入 2 cm³ 的空腔，声压峰值约 14.2 Pa，有效值约 10 Pa，即约 114 dB SPL；同样振幅在 1 kHz 下向半空间辐射，1 m 处只有约 34.5 dB，10 cm 处约 54.5 dB。贴耳和外放相差约 80 dB，所以受话器只需要很小的功率和振幅。

两个公式还说明了受话器与扬声器的频响为什么“方向相反”。振动系统在谐振频率 f₀ 以下由劲度控制，同样的驱动力下振幅基本恒定；在 f₀ 以上由质量控制，振幅按 f⁻² 下降，而加速度恒定。所以：

四、泄漏：手机没贴紧，低频就“漏”了

真实使用中，手机外壳与耳廓之间几乎总有缝隙。缝隙相当于一根细管，管里的空气作为一个整体被推动，表现为声质量，管壁的黏滞摩擦表现为声阻。它与空腔的声顺并联：低频时空气来得及从缝隙进出，腔内建立不起压力；高频时缝隙里的空气“推不动”，空腔重新接近密封。这就是一个亥姆霍兹共振器，其拐点频率为：

示例：空腔 2 cm³，泄漏通道等效为长 5 mm 的细管。截面积只有 0.3 mm² 时，f_L 已约 300 Hz；截面积 3 mm² 时约 950 Hz。图 2 把这两种泄漏代入一个完整的集总参数模型（振动系统与声学负载耦合计算），可以看到：

• 泄漏对 f_L 以上的频段影响很小，对 f_L 以下的低频则是持续的衰减。泄漏以声阻为主时低频按约 6 dB/倍频程下降，以声质量为主时接近 12 dB/倍频程。
• 在 f_L 附近，泄漏的声质量与空腔声顺发生共振，声压反而略高于密封状态。
• 大泄漏时 100 Hz 处比密封状态低约 19 dB，听感上就是“声音发薄、发尖”。贴紧程度因人、因握持方式而变，所以同一部手机不同人用，低频差别很大。

应对泄漏有两条思路。一是泄漏容忍设计：受话器与整机声学结构主动引入一个受控的、声阻较大的泄漏通道，使密封与否对低频的影响变小，代价是需要更大的体积位移来补偿这条固定泄漏。二是电子补偿：通话音频链路中的均衡器适当提升低频，部分方案还会根据实时估计的贴耳状态调整均衡。

五、前腔与出声孔：高频的亥姆霍兹共振

振膜前方的小前腔与出声孔组成另一个亥姆霍兹共振器，公式与第四节相同，只是 V 换成前腔容积 V_f，A 和 l′ 换成出声孔的总面积和有效长度。圆孔两端的端部修正合计约 1.7r（r 为孔半径），薄前盖上的孔，有效长度主要由端部修正决定。

示例：前腔 0.05 cm³，出声孔总面积 2 mm²、厚 0.5 mm 时，共振在约 8.0 kHz；前腔加大到 0.2 cm³，降到约 4.0 kHz。设计上通常让这个共振落在通话频带上沿附近，补偿振动系统在谐振以上的滚降；共振峰太尖，则用出声孔上的防尘网或阻尼材料提供声阻，把峰压平。

六、怎么测：耳模拟器与人工耳

受话器的声压级只有在规定的声学负载下才有意义。早期的耳模拟器只是一个固定容积的耦合腔；后来的标准逐步加入耳道、鼓膜阻抗和耳廓，使测量结果更接近真实人耳。ITU-T P.57 定义了电话测量用的几类人工耳：

测量结果所对应的位置也要说清：DRP（鼓膜参考点）是耳模拟器底部传声器所在的位置；ERP（耳参考点）在耳廓入口处。二者之间相差一段耳道的传递函数，换算时使用 ITU-T P.57 给出的修正曲线。3GPP TS 26.131 / 26.132 规定的手机通话测试使用头躯干模拟器（ITU-T P.58）上的 Type 3.3 人工耳，接收频响以 DRP 测量并做扩散场修正；手机压向人工耳的力默认为 8 ± 2 N，部分测试项目规定为 13 N。压力越小，泄漏越大，低频越低，所以报告里必须注明贴耳力。

受话器单体在生产线上的终检通常在专用耦合腔夹具中进行，流程大致如下：

1. 阻抗与极性

   测直流电阻或 1 kHz 阻抗，确认音圈与引线（或弹片）连接正常；用脉冲或低频信号确认振膜运动方向，防止极性装反。

2. 频响与灵敏度

   在规定电压下正弦扫频，测耦合腔内的声压级曲线，与标准曲线及上下限模板比较。

3. 失真与异音

   同一次扫频中计算 THD，并检测高次谐波能量，筛出音圈擦碰、异物、漏胶等引起的 Rub & Buzz。

4. 气密与外观

   需要时检查前后腔的气密性，以及出声孔防尘网是否完好、是否有堵塞。

七、整机设计与选型要点

阻抗与驱动

受话器常见 32 Ω 等较高阻抗，由音频编解码器的听筒放大器驱动；兼作外放时，需要按功放的电压与负载能力核对功率和最大振幅。

后腔容积

后腔越小谐振越高、低频越弱。整机能否为受话器留出后腔、或利用机身内部空间扩大后腔，直接影响低频。

出声孔与网布

出声孔面积和厚度决定前腔共振，网布的声阻决定共振峰的高低；防尘、防水网同时也是声学元件，更换时要复测频响。

密封

受话器与机壳之间的泡棉或胶圈要压缩均匀，避免前后腔声短路和装配一致性问题。

磁场与助听器兼容

受话器的漏磁会被助听器的感应线圈拾取，这正是助听器兼容（HAC）测试关注的内容；同时受话器磁路要与电子罗盘、霍尔传感器等保持距离。