耳机是如何调音的?

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所属分类:音频杂谈

耳机和手机电脑不同,它是一个纯模拟器件,其中还涉及电磁学,声学以及材料学内容,因此不只是堆砌硬件就能将性能做好的,再者声音是一个近乎完全主观的概念,就比如同样喜欢王菲的声音,你所认为的王菲和我所喜欢的很可能完全是两种感觉,再加上每个人听力水平的差异,甚至是左右耳耳道直径的不同,都会让听音者感受到不一样的效果。

现在来说说调音,所谓的调音对于厂商来讲就是通过改变耳机的各种材料以及腔体结构来产生其所期望的声音,这其中首先是要做到硬件的指标达到某个水平,阻抗、失真、灵敏度都有相应的要求,这些硬件参数能提供基础的声音特征,但也仅仅是基础,基础打好了能否调出好声音就看调音者的经验判断以及对声音的理解了。比如耳机的腔体,一般动圈耳机的腔体首先需要给单元振膜提供一个前后等压的内部环境使得振膜振动时能最快速度恢复原位,以避免失真,但实际情况并不理想,针对不同频率的震动,后部气孔无法在全部频率上产生很好的平衡气压效果,因此需要调音师对不同类别的气孔有独特理性的判断,针对每一款耳机的特征偏好,设置补偿性的腔体结构,尽量突出耳机单元本身的优势,弱化、弥补缺陷等等。这些都是从耳机设计上去考虑的问题,但一个原理上设计很完美的耳机依然称不上完美,后期制造是接下来一个严峻的考验,耳机声音的影响因素非常之多,多到哪怕同一款耳机同一片振膜甚至是同一个熟练工人在晴天装配和在雨天装配后其声音都会产生可察觉的差异,所以对于各个大厂来说,真正高端的型号几乎不会是流水线化量产,而是需要有特殊经验的工程师在恒温恒湿的工作环境中通过经验去控制影响因素,就像很多烧友看到的,一些圈内很有名气的欧洲“大厂”,到如今也只是如同家庭作坊式的生产模式,产量和良品率都出奇的低。可能有人会认为这样的追求是空洞的,但这背后真正的驱动因素还是人的耳朵,就像人类的眼睛一样,人眼的分辨率远远高于相机cmos的分辨范畴,耳朵是同样的道理,只是个体差异使得大多数人察觉不到或是没有意识去分辨声音细节的好坏。

说起来耳机是个水很深的行业,要做出好声音真正的功夫在于厂商的用心程度,而不是单纯设计出来找富士康代工就能解决的问题。但这也仅仅在说音质,抛开音质以外,外观设计用料等因素虽然不会对音质产生影响但会左右使用者的心情,就如同刚刚被苹果收购的beats一样,他的音质永远不是重点,而在于他给用户提供了超越理性的价值,这不在我们讨论的范围之列然而可以反映出很多有趣的问题。嗯。

 

耳机从设计到制造是材料,电气,人体工程,听觉心理等等学科的统合,是各个部门工程师一次一次的计算优化,是各家原材料厂家的通力协作。调音师听起来是个靠耳朵吃饭的,其实叫工程师比较好,且肯定不是一个人,是一群人,把自己负责的构件在条件允许的范围内做到最优得出的具体产品。

在材料已经决定的情况下,振膜的厚度和形态决定了次生有害振动的多少,也就是失真的大小,还决定了振动的阻尼大小,也就是容易驱动与否。振膜越厚重阻尼越大越难推动,振膜上的花纹是用来抑制振膜材料缺陷带来的切分振动的。振膜的尺寸越大低频响应越好,反之高频失真小。

振膜黏在支架上,黏合的方式也会影响振膜振动,比如草帽沿直接粘合,或者黏合圈里面还有折环结构。

线圈负责推动振膜,如果振膜的阻尼大,线圈就要强,但线圈强相应重量就会大,别忘了线圈是黏在振膜上的,惯性越大失真也会越大。

永磁体要强,现在都是铷硼磁了,以后会有更强的,还有磁体的结构也要精心构造,关系到磁路性能,不能浪费磁力。

以上三个组件构成单元,单元的灵敏度和各频率的阻抗是否呈线性决定了耳机是否容易工作在理想的状态也就是容不容易出好声。

单元搞定了,再看腔体,是个腔体就有共振,理想情况下当然是没有最好,但是实际上不可能,那么就把有害共振变成有利的,要在某个频段增强?振膜的切分振动需要抑制?甚至是线圈需要散热,都可以在腔体上做文章。

一般在设计阶段会反复用有限元不断模拟验证以上所有。

耳罩的材料决定了舒适度贴合度,头梁决定了耳压,耳罩压在耳朵上以后也会形成空腔对声音有影响,斟酌下要当单元和耳道之间留下多少空间好了。一般来说单元离耳朵越远声场越好,变态的极端例子一头是akg的kk,一头是拜亚的各种pro版。

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