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[耳机] 什么样的耳机振膜声音更好?为你揭秘耳机振膜的真相

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发表于 2019-8-22 21:28:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
什么样的耳机振膜声音更好?为你揭秘耳机振膜的真相
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你是否在选购耳机的时候,看到耳机宣传详情当中的“碳纳米管振膜”“钻石振膜”的介绍,有一种显得很高端的感觉?的确,在动圈耳机仍然大行其道的今天,做为耳机单元的核心组件——振膜,是一个不得不去关注的东西。那么振膜究竟有什么神器之处?它是如何将每秒的音乐送到你的耳朵当中的,我们不妨通过这篇科普和你聊一聊。) }; U/ E- A8 u8 ^  \www.zghifi.com zghifi.com


# N4 v( w  u& X% u! H6 H% Z" ]0 u在很多厂商对耳机进行宣传的时候,都会对耳机的振膜进行一番描述,甚至有一些产品,会将自己的振膜做为核心卖点来进行推广。那么振膜的好坏、不同类型的耳机振膜,对声音都有哪些影响?我们在选择耳机的时候,需不需要对这款耳机所搭载的振膜额外关注和留意?这是本期《趣听私塾》将为你解答的。
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9 R( `; Y3 p; [, j$ _一枚使用镀钛振膜的耳机单元. z/ d, K! e+ y. Y5 N( v2 K. [www.zghifi.com zghifi.com

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振膜:动圈耳机核心的发声部件/ o2 {/ }- l. E& rwww.zghifi.com zghifi.com

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在我们初中的物理课本当中,有讲过扬声器的发生工作原理,只不过在教科书当中是以音箱的扬声器为例子介绍的,那么动圈式耳机单元的工作原理,又有哪些不同呢?其实本质上讲,动圈式耳机单元和音箱的发声单元在原理上是几乎一致的,只是结构方面略有区别。
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- `6 |% O2 S7 W$ p4 ~9 P它们都需要通过输入带有电平的模拟信号,通过磁铁带动线圈振动,而最终发出声音的,就是和线圈绑定在一体的振膜。为什么叫“振膜”呢?其实按照专业的说法来讲,应该叫做“振动板”,因为这个“板子”它非常的轻薄,因此直观地来讲,我们将其称之为振膜。  s* M# s+ U( A6 g: Iwww.zghifi.com zghifi.com

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" J2 [: }) Z) M+ `. q一个动圈式扬声器的结构图! V. A5 t8 \" i/ |7 \8 P1 {2 vwww.zghifi.com zghifi.com

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所以最终发出声音的,正是单元最上端的振膜本身,因此不同材质、不同尺寸、形状的振膜在声音表现上都会或多或少有些区别。抛开耳机的腔体结构、佩戴结构等方面,就说单元本身的话,振膜对于一款耳机单元的声音表现有着决定性的作用,其次才是线圈、磁石等。
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可以说一款振膜的好与坏,决定了耳机单元本身的好坏,从而也会很大程度上地影响一条耳机最终的声音表现。但是从哪些方面才能体现出一款耳机的振膜好与坏呢?一般来说,振膜材质、表面设计、腔体配对等方面都会决定着振膜的好坏。
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索尼ZX700头戴式耳机的振膜
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5 d) J! W7 V9 Y1 e# Q" Q什么样的耳机振膜才是好振膜?1 N$ U5 `. ^. V' T+ D" Hwww.zghifi.com zghifi.com

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先不说看着让人眼花缭乱的振膜材料,先放出一个设想:什么样的耳机振膜才是好振膜?我们知道,振膜本身可以理解为将电平信号转换为声音的媒介和纽带,那么振膜设计的好与坏,就直接影响到最后耳机本身声音品质输出的音质特性。当然,如何衡量一款耳机振膜的好与坏,首先要看振膜本身是否符合动圈式耳机扬声器的性能指标,因此我们目前可以看到的耳机振膜,都是按照动圈式耳机扬声器本身的特性所针对设计的。( P+ U" P6 Y  O3 i0 twww.zghifi.com zghifi.com

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因此根据扬声器主要的一些电声性能指标(失真、阻抗、频响等)来看,一款优秀的、理想的耳机振膜,应该具备:质量密度要相对较小,从而让振膜本身更加轻量化;材料力学杨氏模量相对较大,从而能让振膜本身具备着较好的刚性,此外还需要合适的内部阻尼因子,可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波,带来失真。
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将振膜从耳机单元上单独取下
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因此我们会发现,这似乎是一个异常矛盾的问题,如果说要轻量、更轻薄,那么振膜本身的刚性就不会有特别大;如果说要刚性大,那么和轻量化好像就没什么关系。所以对于耳机振膜来说,要尽可能的兼顾这两种要求,就需要从两个思路上首先入手:一是振膜本身的力学设计,二是振膜的材料特性5 G5 Z9 A) @% p7 p6 ~! y9 ?+ Hwww.zghifi.com zghifi.com


# }( w$ Q2 L  N0 {- {所以你可以看到大部分的耳机单元振膜都会在周边设计一圈“加强筋”,从而增加膜片的刚性,但是不同设计的加强筋、球顶等部分,都会带来声音不太一样的表现,因此单独开发出一款性能优异的耳机单元需要通过大量的测试、数学模型论证、装配配对等环节,这也就无形中增加了耳机的成本。# d2 ^* ^( d  u9 b8 W5 Rwww.zghifi.com zghifi.com


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也有部分不带加强筋的耳机振膜
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6 f2 F6 [. l  B( ?& z9 ~+ }材料:动圈式耳机振膜性能提升的一丝曙光5 I5 t; ]9 @- B4 o- S" I0 mwww.zghifi.com zghifi.com


# F# a6 H6 w  [我们之前的文章已经说过,目前动圈式扬声器的发展技术已经走入了一个瓶颈期,所以在理论模型完善、结构优化将近极致的时候,能再进一步提升动圈式扬声器性能的思路,或许就是对振膜材料进行入手,所以不同的材料也有着不同的性能、风格,这也就带来了耳机厂商们宣传的各种各样的振膜。
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从振膜材料方面来看,耳机振膜共分为:纸浆类、高分子类、复合类、金属类,而采用纸浆类振膜的耳机本身不算太多,苹果早期版本的Earpods就采用了羊毛纸盆+塑料复合振膜,一般来说纸浆类振膜本身成本较低,低频效果优秀,但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机振膜来说,最常见的仍然是以高分子材料为主的PET振膜。1 X% E( P. ^+ U4 C& twww.zghifi.com zghifi.com


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2 P4 b3 _: G: S7 SEarpods采用的正是复合类振膜
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/ \: J, I. i" f# r6 O随着材料学的发展和生产工艺的进步,目前中高端耳机产品的振膜往往都会采用复合类振膜,也就是所谓的“生物复合振膜”、“钛金属振膜”以及“碳纳米管振膜”,这种振膜都会使用1-2种材质共同设计打造,比如振膜边缘负责低频的部分就会使用PET材质,而金属膜片对高频的瞬态、细节表现更好,则出现在振膜中央球顶的位置。* Q3 k% r' s1 z& Lwww.zghifi.com zghifi.com


/ P1 Z7 N& W; o( X/ e当然还有一部分非常舍得“堆料”的产品,会使用一些稀有金属来制作耳机的振膜,这种振膜我们就称其为“金属振膜”,比如法国著名的HiFi音响品牌Focal(劲浪)旗下售价2万多元的耳机Utopia,就采用了含有剧毒、危险性较高的Be铍金属振膜,当然在合理的生产设计和结构保护后,是不会有风险的。铍这种材质就很好地诠释了质量小、刚性强的特点,非常符合耳机振膜生产,但是无奈成本非常高昂。2 z1 U# L+ z8 x4 B0 J2 _$ vwww.zghifi.com zghifi.com

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Focal的旗舰头戴式耳机,采用纯铍金属振膜8 _. \, K! O& _9 K$ ~1 Z2 b  ?www.zghifi.com zghifi.com

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虽然只有高端耳机才能用得起铍金属振膜,但是中低端耳机仍然可以选择性能更好的振膜,比如镀钛振膜就在很多耳机上出现过。而近些年随着碳纳米管技术的进步,镀有碳纳米管的耳机振膜也开始逐渐出现。此外能和铍金属振膜相提并论的,也就是一小部分使用DLC(Diamond-Like Carbon)振膜的耳机出现,这种材质的振膜密度与金属铍相当,而杨氏系数为铍的1.4倍,声导速则是铍的1.5倍,数据上并不输于铍金属振膜单元。
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当然对于大部分低端动圈耳机来说,仍然是采用最普遍的PET(聚对苯二甲酸乙二酯),并且也是很多复合振膜的基材,它的声学性能表现各方面都不算差,并且还有着极低的成本和较为饱和的原料供应,因此受到了很多耳机厂商的喜爱。
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* Q6 n# D; I3 K: P2 M采用PET振膜的耳机单元5 U: t& ^9 `( P, [7 jwww.zghifi.com zghifi.com

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振膜虽好,但不能“以膜论声”1 ~8 S- i; I$ s% c  Z: h! Dwww.zghifi.com zghifi.com


* e( P, Z/ a$ B7 N! R这是很多厂商、商家都存在的宣传误区,总是在给消费者传达一种“振膜好,所以声音好”的感觉,宣称使用了XX振膜就可以带来比XX耳机更好的声音表现,但事实果真如此吗?其实并不见得,因为振膜虽然是耳机单元本身的核心组件,但耳机本身并不是只靠单元就可以发出好的声音的,因为耳机是一个环环相扣,相互搭配的整体。+ w8 B; @  _6 E) M' O" S" Jwww.zghifi.com zghifi.com

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我们在之前的文章中有给大家科普过关于耳机腔体对声音的影响,但也说并不是腔体就能决定耳机的声音。耳机单元振膜也亦如此,很多厂商在宣传自己的耳机产品振膜的时候,总会有意无意地向消费者传达比如“镀钛振膜就有非常好的高频表现和声音解析力”,而不明真相的小白用户很容易相信,其实这是一种心理暗示罢了。
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