動圈/動鐵/靜電 三種單元工作原理及耳機選購技巧

2020-12-24 中關村在線

動圈、動鐵、靜電三種單元在市面上最為常見,但很多新人朋友都不理解如何區分以及選購這三種單元的耳機,今天筆者就給大家科普一下各種耳機單元的概念。

動圈單元:

動圈單元工作原理:內部有震膜、閉合線圈、永磁體,閉合線圈接入聲音電信號,產生磁場,在永磁體磁場的作用下,帶動震膜震動而發聲。

動圈單元拆機圖

動圈單元的造價與音質成正比,劣質與優質的單元有著明顯的聽感差異,這主要取決於耳機單元的震膜、線圈和磁體強度(圖中最上面為磁體,最下面為震膜+線圈)。

震膜:震膜材料的力學性能與最終聲音息息相關,震膜的面積、強度、彈性、韌性是直接影響聲音的因素。理論上,震膜越大、力學性能越好,單元具有的上限越高。

線圈與永磁體:線圈本身處於永磁體磁場中,當輸入電流信號強度固定時,永磁體的磁性與音量成正比,永磁體的磁性越強、線圈受到的磁力越大、加速度越大、對震膜的材料性能就越高。

很多動圈耳機,比如拜雅的高能特斯拉單元、JVC的木震膜單元,它們單動圈單元耳機能夠賣到上萬的價格,但它們的震膜材質、單元結構、加工工藝是小作坊學不來的,高端的音響設備大都採用動圈單元。

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動鐵單元工作原理:內部有永磁體、線圈、電樞、震膜,聲音電信號通過線圈輸入,改變磁場強度,使電樞受力帶動震膜震動,從而發聲。

動鐵單元拆機圖

因為動鐵的佔空間小,因此動鐵單元能夠放入更深部分的耳道。相比於動圈單元,動鐵單元需要更少的空氣參與震動,因此能夠有效的控制隔音問題。

震膜:動鐵的靈敏度高於同級動圈,主要原因是震膜小、易驅動,也正是得益於高靈敏度,動鐵耳機具有更好的瞬態表現和聲音密度。動鐵的震膜隨著單元大小而改變,但體積限制了動鐵單元的頻響範圍,當今耳機廠商一般以多動鐵單元分頻的形式來提高耳機的上限。

線圈與永磁體:動鐵單元中,永磁體與震膜保持相對平衡,當線圈接入聲音電信號時,電樞帶動震膜受磁力震動產生聲音。所以與動圈單元相比,動鐵單元的內部構造更加精密、生產成本也很高,所以低端耳機一般不採用動鐵單元。

相比於動圈,動鐵單元的密封性強,因此涉及到的可調音部分都在內部構造中。但由於其內部極其精密,因此調節起來也是十分有難度。也正是因此,廠商們很少向外透露動鐵單元的調音技術,即便有人懂,也沒法獨立完成動鐵單元的調音。

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靜電單元工作原理:單元中有一個震膜和兩個極板,通過給這三個元件接入高直流電壓,使其帶有電性。後將音頻電信號通過等效聲壓電路輸送至極板,兩極板與震膜根據同性相斥、異性相吸而震動。

STAX旗艦套裝009S靜電耳機

(這個太貴,拆不起,畫一個吧....)

震膜:靜電震膜可以做得極薄極輕,厚度一般用微米級來衡量。輕薄的震膜在通電極化後,能夠在電磁偏壓下快速震動,帶來極佳的瞬態反應和細節解析。靜電震膜因為成本高、技術含量高,一般情況下具有不可複製性,所以靜電震膜耳機普遍價格昂貴。

極板:極板在靜態的靜電單元中,電荷量與震膜保持一個相對穩定狀態,當音頻電信號輸入時,極板產生電性至震膜受力震動,與動圈單元不同的是兩個平行極板能夠做到完全的線性驅動(即正相關表現為直線),而動圈單元則無法達到。由於靜電震膜面積較大,參與震動的空氣較多,極板上一般會有很多鏤空部分來保證空氣暢通。

靜電單元結構簡單,但對於技術要求極為苛刻。雖然靜電單元理論上能夠輸出頂級的高保真音質,但由於技術原因,靜電耳機的故障率也是非常的高,所以市面上的主流耳機產品還是以動圈和動鐵單元耳機為主。

關於選購:

動圈單元耳機:動圈單元與同級的動鐵單元比,它往往表現的聲音更加傾向柔和、自然舒適的全頻聽感,但聲音的細節解析上有些許落後,這是單元材質造成的,可以通過改變震膜材質、單元構造材質等方法來改善,但同時價格也會越來越飆升。

動鐵單元耳機:動鐵耳機絕對是細節愛好者的寵兒,與同級動圈耳機相比,動鐵耳機因為與生俱來的高靈敏度能帶來精密的細節和高密度的聲音。但由於體積問題,動鐵單元一般無法達到全頻高能,所以目前最好的解決方法是多動鐵複合單元。多動鐵複合單元耳機雖能達到全頻高能解析,但有不少用戶反饋不同單元間聲音出現相位問題,這是你們在選購動鐵耳機時需要注意的。

靜電單元耳機:靜電單元沒有低價位產品,所以用戶群體較少。如果你有條件購買靜電單元耳機,那麼就儘量一步旗艦,因為靜電技術還不夠成熟,所以每一代產品進化的不止是聽感,還有逐步降低的耳機故障率。

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