耳機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路淺析.docx

耳機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路淺析 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，耳機(jī)的設(shè)計(jì)制造也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。從目前的發(fā)燒耳機(jī)看，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象絕大多數(shù)民用HIFI耳機(jī)的結(jié)構(gòu)和總體走向是接近的，即以開(kāi)放式為主聲音趨向平衡沒(méi)有明顯短板，這也可以說(shuō)是耳機(jī)聲音國(guó)際化的一個(gè)趨勢(shì)。今天我們要探討的就是HIFI耳機(jī)的設(shè)計(jì)和調(diào)音思路。我們認(rèn)為目前發(fā)燒耳機(jī)有以下幾點(diǎn)是值得注意的1.開(kāi)放式或半開(kāi)放式外殼2.外殼的材質(zhì)3.中等尺寸的發(fā)聲單元，除了鐵三角之外單元尺寸普遍不超過(guò)40mm4.單元前加濾網(wǎng)和海綿，調(diào)音的關(guān)鍵也應(yīng)該是濾網(wǎng)和海綿，有些廠商單元表面有一層帶孔的金屬板，他的功能并不僅是保護(hù)振膜，它還起到調(diào)節(jié)相位過(guò)濾聲音的作用5.耳機(jī)腔體內(nèi)部吸音材料6.耳機(jī)線的設(shè)計(jì)，是否共用地線和單雙邊走線的問(wèn)題 從外殼設(shè)計(jì)上看，封閉式半開(kāi)放式開(kāi)放式都有優(yōu)秀的產(chǎn)品，但是民用HIFI耳機(jī)則幾清一色的采用開(kāi)放式設(shè)計(jì)（對(duì)于極致ED系列和鐵三角的產(chǎn)品暫且略過(guò)不談），為何采用開(kāi)放式設(shè)計(jì)？我認(rèn)為其主要原因是減小腔體內(nèi)空氣阻尼系數(shù)從而實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)和優(yōu)良的低頻重放。與封閉式的設(shè)計(jì)不同開(kāi)放式耳機(jī)腔體內(nèi)部不需要填充大量吸音材料，因此可以使用較小的腔體制作出輕量化的耳機(jī)產(chǎn)品，但是開(kāi)放式耳機(jī)有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，聲音轉(zhuǎn)換效率不高，有接近一半的聲音不會(huì)直接進(jìn)入人耳，而腔體的反射作用又比較微弱，因此多數(shù)開(kāi)放式耳機(jī)都很強(qiáng)調(diào)腔體共鳴，不信，你帶上K701用手彈頭梁，能聽(tīng)到明顯的共鳴聲。腔體共鳴是一個(gè)較難的問(wèn)題，這也是為何國(guó)內(nèi)的廠商很少做大型頭戴式耳機(jī)的原因。 對(duì)于外殼的材質(zhì)而言普遍的都選擇工程塑料做為外殼材質(zhì)，這主要是考慮輕量化的原則以及降低成本的考慮，較為另類的就是鐵三角和極致，他們喜歡使用金屬材質(zhì)作為耳機(jī)的外殼。金屬材質(zhì)的優(yōu)勢(shì)在于本身密度較高共鳴較小，同時(shí)較厚的外殼能夠有效的抑制不必要的共振，因此封閉式金屬外殼的耳機(jī)存在著聲音略干，泛音不足的特點(diǎn)，但是正是這種設(shè)計(jì)使它利于還原聲音的本來(lái)面目，而不是被大量的音染掩蓋。典型代表就是鐵三角A系列（雖然沒(méi)有人承認(rèn)他是真的監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)，但是建議聽(tīng)聽(tīng)A900TI聲音中正平實(shí)）。對(duì)于發(fā)聲單元這個(gè)是最能體現(xiàn)一個(gè)廠商實(shí)力的，一般單元表面都有為了增強(qiáng)振膜強(qiáng)度的凹槽或是其他花紋。這里有一個(gè)問(wèn)題就是，凹槽多少，數(shù)量多少都是要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的，而且是否使用凹槽也是值得探討的。早期有的日本耳塞就存在凹槽過(guò)深，從而導(dǎo)致使用一段時(shí)間之后振膜塌陷而無(wú)法正常使用的現(xiàn)象。那么回歸正題，凹槽的作用是什么？我們認(rèn)為是增加強(qiáng)度同時(shí)保證整張振膜的同步運(yùn)動(dòng)，玩音箱的朋友應(yīng)該知道，大尺寸的揚(yáng)聲器普遍存在著振膜不同步的問(wèn)題，即我們常說(shuō)的分割振動(dòng)。這種相位不同步直接導(dǎo)致的問(wèn)題就是瞬態(tài)表現(xiàn)下降，對(duì)于耳機(jī)和耳塞單元這個(gè)問(wèn)題并不嚴(yán)重，但是也有。對(duì)于全頻單元來(lái)說(shuō)，同時(shí)回放高中低頻本身就是一個(gè)矛盾的問(wèn)題。高頻信號(hào)要求振膜硬同時(shí)質(zhì)量輕，這也是為何現(xiàn)在不少高音單元用的都是金屬振膜或是金剛石振膜，其中尤其以B&W的鉆石高音最為出名。但是低頻信號(hào)則正是相反，他要求長(zhǎng)沖程，大的排氣量，以達(dá)到做夠的聲壓和音量，而且在同等條件下高順性的振膜材質(zhì)更容易達(dá)到更低的頻率。但是問(wèn)題也來(lái)了，如果只考慮低頻那么必然導(dǎo)致高頻衰減嚴(yán)重，而如果首先強(qiáng)調(diào)高頻則低頻會(huì)出現(xiàn)量感不足的問(wèn)題，但是不是難以忍受，這也是為何現(xiàn)在低端的耳機(jī)和耳塞出現(xiàn)或者是低頻猛或者是中高音優(yōu)秀但是低頻不足的問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)實(shí)，不少的廠商采取腔體和共鳴的方式加以改進(jìn)，但是值得注意的是這種方法只對(duì)低頻能起到一定的作用，對(duì)于高頻則無(wú)明顯作用。下面就是我朋友制作并試驗(yàn)的一個(gè)單元的頻響圖，他的設(shè)計(jì)就是突出低頻，但是高頻衰減的就比較厲害，而且通過(guò)外部改進(jìn)也是比較困難的。 目前主流的廠商都避免使用過(guò)大的振膜，典型代表就是AKG它經(jīng)典的K240系列用的都是30MM的單元而通過(guò)腔體設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)低頻，對(duì)于AKG的經(jīng)典耳機(jī)一般的評(píng)價(jià)也是低頻重質(zhì)不重量人聲器樂(lè)優(yōu)秀。鐵三角雖然使用較大的單元，但是如果你仔細(xì)觀察能夠發(fā)現(xiàn)他的單元前面有一層打孔的金屬罩板，它的作用絕對(duì)不是防止振膜損壞而是相位校正，這和一般揚(yáng)聲器的相位校正錐是一個(gè)作用的，而且鐵三角上檔次的耳機(jī)也沒(méi)有哪個(gè)強(qiáng)調(diào)低頻出色的，實(shí)際上這是一個(gè)十分常見(jiàn)的現(xiàn)象，高檔耳機(jī)追求的就是平衡而不是特色。 對(duì)于濾聲海綿和其他的濾聲物質(zhì)以及單元背后的調(diào)音紙，這個(gè)設(shè)計(jì)就比較復(fù)雜了，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是有選擇的通過(guò)某一頻段的聲音對(duì)于其他頻段的聲音進(jìn)行一定的衰減。至于耳罩的調(diào)音我就不太清楚了，只是從表面上看耳罩背后有開(kāi)孔，可能會(huì)吸收一些聲音，耳罩表面的材質(zhì)也有一定的吸音能力，監(jiān)聽(tīng)耳機(jī)幾乎清一色的仿皮材質(zhì)，而民用的則以絨質(zhì)居多，這不僅僅是為了舒適的考慮，還有聲學(xué)方面的作用，具體我不太清楚，不敢亂說(shuō)，希望有高人能指點(diǎn)一二。 墻體內(nèi)部的吸音物質(zhì)是很有講究的，有人拆開(kāi)過(guò)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部是一個(gè)很簡(jiǎn)單的白色絲綿環(huán)，但是這層吸音物質(zhì)的材質(zhì)密度厚度和幾何形狀都是經(jīng)過(guò)千百次的實(shí)驗(yàn)得來(lái)的，這也是為什么我們能夠仿出外形卻仿不出聲音的原因 最后說(shuō)說(shuō)耳機(jī)線的問(wèn)題，其實(shí)我是一向不相信線材的巨大作用的，我朋友也有那些音樂(lè)絲帶和張揚(yáng)的線，但是我覺(jué)得效果不明顯，沒(méi)有達(dá)到換線如換機(jī)的境地。至于單邊走線還是雙邊走線是否共用地線，我覺(jué)得爭(zhēng)論這個(gè)是沒(méi)有意義的，在放大器內(nèi)部就我們目前所用的來(lái)看多數(shù)都是共用地線的也只有這樣才利于一點(diǎn)接地，尤其是那些標(biāo)榜星形接地的機(jī)器，他們左右聲道的地線必然是公用的，那么在耳機(jī)處將他們分開(kāi)又有什么意義呢？至于平衡線的說(shuō)法我覺(jué)得也有待商榷，平衡接法主要是為了在長(zhǎng)距離傳輸?shù)倪^(guò)程中減少干擾，對(duì)于聲音本身并沒(méi)有改善，而且我們的機(jī)器連線都是很短的，有必要用平衡嗎？耳機(jī)線用鍍銀材質(zhì)的線確實(shí)是有好處的，主要是降低電阻減少損耗，我也做過(guò)5N OFC鍍銀的對(duì)錄線，朋友聽(tīng)過(guò)之后的反應(yīng)是，聲音確實(shí)不錯(cuò)，但是不好控制，我測(cè)量的實(shí)際電阻小于0.01（長(zhǎng)度為11.5CM，甬聲頭，含銀焊錫），但是既然銀線這么好，為何各大廠商不用呢？不僅在低端產(chǎn)品不用就是高端產(chǎn)品也不