很多人對於播放器推力大好不好、耳機高阻好不好等問題還比較糾結,所以今天想來談談這些耳機阻抗與耳放(隨身播放器)推力、增益、EQ等相關問題。聲音的特點聲音的本質是聲波,它的傳播會遵循波的特點,會反射、衍射和折射。我們首先來了解下聲音的特性,這非常重要:(一)響度(loudness):人主觀上感覺聲音的大小(俗稱音量),由「振幅」(amplitude)決定,振幅越大響度越大。與分貝不同。分貝是人可以區分的最小的聲音響度的級差,而響度是人耳朵對於聲音強弱的主觀感覺,人們對響度的敏感程度不一樣,所以是將很多人的主觀感覺相綜合的平均值。另外人們對於相同分貝但不同頻率的純音聽起來感覺響度不同,所以有等響曲線這個東西,人耳對於2000-5000Hz的頻率敏感的多。比方說,對我們一般人類,50分貝100Hz的純音和40分貝1000Hz的純音聽起來一樣響。所以把耳放、播放器音量調大、調小,每個頻率的響度給你的感覺就會產生變化。下圖就是等響曲線。
而分貝作為客觀描述聲音的參數,同樣有參考意義:130分貝 噴射機起飛聲音,110分貝 螺旋漿飛機起飛聲音,105分貝 永久損聽覺,100分貝 氣壓鑽機聲音,90分貝 嘈雜酒吧環境聲音,85分貝及以下 不會破壞耳蝸內的毛細胞,80分貝 嘈雜的辦公室,75分貝 人體耳朵舒適度上限,70分貝 街道環境聲音,50分貝 正常交談聲音,20分貝 竊竊私語。
(二)音調(pitch):聲音的高低(高音、低音),由「頻率」(frequency)決定,頻率越高音調越高(頻率單位Hz(hertz)赫茲,人耳聽覺範圍20~20000Hz。 20Hz以下稱為次聲波,20000Hz以上稱為超聲波)例如,低音端的聲音或更高的聲音,如細弦聲。我的辯音範圍是20-19000Hz左右,已經有點退化了。一般耳機都會有頻響曲線,如下圖,曲線越平直就越趨近於真實的回放。逼側的黃色曲線就是明顯低頻失真了。一般頻響曲線要結合等響曲線一起看,大多數耳機設計調音時頻響在1000-5000Hz會有低谷,5000-10000Hz有個波峰,這是因為人對於1-5kHz的聲音特別敏感,對高頻聲音卻不那麼敏感。這樣調音三頻才會比較平衡,不過由於個體差異,對三頻的敏感程度各不相同。
耳機算是整個高保真回放系統中失真最大的部分了,高保真轉盤、解碼、耳放失真都挺小的。下面是各種聲源的頻率範圍
三)音色(music quality):音色是由於發音體的材料性質、結構形狀、發聲方式、及其泛音的多少等不同方面來決定的。歌手的聲音都比較獨特,具有很強的辨析度,這是因為音色不同,而模仿秀則是模仿歌手發聲的振動方式、基音、泛音,歌唱出極其相似的聲音。而有的藝術家甚至可以模仿樂器的音色(beatbox)。不同樂器能發出涵蓋相同頻率的聲音,但我們仍然可以辨別出不同的樂器,這是音色使然。但耳機、音響可以非常好的模仿發出世間各種聲音,因為其接收到準確信號後還原了各種聲音的波形,形成回放(playback)。如果你是學音樂的話,聲音的特性則是四項,多了一個聲音長短(時間)。
耳機如何工作?動圈耳機為例,耳機中有永磁體,有振膜和線圈。電信號流經線圈,與永磁體間產生吸力或斥力,帶動振膜正向或負向扇動,形成聲波。振膜動的頻率快,即是高音;動的頻率慢,即是低音。扇動的幅度大,便是大聲,幅度小即是小聲。為什麼一個振膜可以同時發出幾個不同位置、不同的樂器和人聲的聲音?空間感、位置是基於左右聲道傳入耳朵中的時間差、還有反射衍射等大腦進行綜合判斷後的結果。而不同的樂器、人聲有不同的聲音頻率,從實質上講高低頻仍然是聲波,借用一張圖片來說明
如果去聽現場音樂會,雖然有a和b兩種樂器,但人耳的鼓膜聽到的音樂形成的振動會是C波形,但大腦仍能還原出a和b兩種樂器單獨的波形。同理,動圈耳機播放古典音樂會,耳機振膜產生的波形就是C,但多動鐵耳機則分頻器把高低頻聲音分開,指揮每個單元播放某個頻段的聲音,多個單元通力合作,同時工作產生了多個波形,再到鼓膜上匯聚成一個C波形。
耳機阻抗是否越大越好?我們先談一下耳機的阻抗和靈敏度,阻抗是存在於交流電中的,為什麼是交流電而不是直流電,因為線圈會根據電流方向向著永磁體做正向或者負向運動,帶動振膜產生聲波。阻抗不是電阻恆定不變,但也遵循Z=U/I的計算公式。對於動圈耳機而言,提高耳機的阻值,降低耳放的輸出內阻,都是為了讓耳機吃到更多(或更合適)的電壓電流,從而充分的驅動耳機。另一方面大阻抗往往是為了減小分割振動的影響,設計製造多軌大線圈(也增大散熱面積,使耳機沒那麼容易燒機)造成的,更容易提高對振膜的控制力,降低弱信號的失真。下圖為振膜發出不同頻率時的運動狀態。
低阻耳機由於阻抗小,容易得到較好的功率,發聲容易,像812、TH900那種磁通量很大的單元,小推力下也還不錯。但容易過推,或者無法進入耳放最佳的音量位置裡,不能在耳放最佳電氣狀態的推動下施放功力,高頻刺耳,有用力過猛的感覺。而靈敏度則是指向耳機輸入1毫瓦的功率時耳機所能發出的聲壓級。高阻耳機是阻抗高,不容易產生大電流,所以不容易出聲,而低阻低敏耳機是雖然有了不小的電流,但就是不靈敏,聲音很小。低阻低敏多是平板像HE6,不過LCD4倒是靈敏度不低了。對於大部分耳放來說耳機阻抗高已經不是問題了,提高電壓便是,卻解決了大部分的難題,聲音也相對比較穩定。阻抗低,容易推響,但對耳放設計者來說提高耳放控制力比提高電壓難度大得多。所以對動圈來說還是高阻好。當然現在FOCAL都已經出了低阻動圈旗艦,相信這些問題現在也不是非常困擾的因素。