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浅谈平衡衔铁(又名平衡电枢)式耳机

发布时间:2019-05-25 20:26 来源:未知 编辑:admin

  目前在音响爱好者的眼中入耳式耳机并不是十分火热的话题。很多小型耳机越来越与无处不在的iPod贴近,作为其便携、高清晰的放音设备。但是,我们熟知的舒尔、威士顿以及UE等厂家已经开始改变这种情况,开始向真正对耳机具有鉴赏能力的人群进军。对于热门平衡衔铁耳机,很多HI-FI友也有各自不同的看法,我在此也发表一些自己的见解。为了公平起见,下面我结合业内并不广为人知的产品,对于平衡衔铁耳机的原理进行简单的阐述。

  平衡衔铁是一种声音换能器,设计的首要依据是通过除去振膜压力来提升元件电声转化效率的磁性传感系统。这个理念与一般的磁性传感器有所不同。

  从电学方面来说。像上图中所示,可移动的磁性衔铁作为中心点,所以它可以在永磁场中运动。当衔铁位于磁场的圆心处时,没有磁场力作用于它,所以术语把此状态成为“平衡”。

  在上图中,当有电流穿过线圈的时候,衔铁会被进行单向或者反向充磁,导致振膜对于中心点产生正向或者负向地运动,从而发出声音。

  在物理方面来说,平衡衔铁设计并不是稳定的;轻微的不平衡使衔铁块保持一个磁极。在磁场中强大的恢复力量把衔铁保持在“平衡”的状态。虽然这么做会降低它的效率,但是这样的设计可以仅利用很低的能量就能发出声音。本世纪20年代,像Baldwin Mica Diaphragm这样的无线电耳机厂家大力宣传这种耳机技术,平衡衔铁式耳机在二战期间飞速发展,并作为“声能”电话用于军事中。平衡衔铁技术虽然拥有惊人的电-声转换能力,但是声音信号的带宽却很窄。

  其实,在平衡衔铁技术迅速充斥HI-FI市场之际,美国专业音频厂家M-Audio也出品了四款平衡衔铁耳机产品。有所不同的是,他们意在把平衡衔铁耳机引入监听领域内。

  该系列耳机分为IE-10,IE-20XB,IE-30以及IE-40。对于前三款耳机,我进行了试听。因为本文意在阐述平衡衔铁耳机的技术,所以不占太多篇幅描述测试过程,只简单对它们做个介绍,并说一下我的听音感受。

  IE-10带有单个驱动单元(相当于一直扬声器)与大多数商业耳机的设计相似。虽然它的定位是“入门级”,但还是要比普通的民用耳机高档很多。其最大的特点就是声音十分平滑。它的高音很明亮,但并不刺耳;低音很饱满,但是你首先会惊奇如何让低频如此高保真地达到平衡。耳机不像扬声器那样,扬声器可以带动充足的空气运动起来,带动你的整个身体震动起来,而耳塞式耳机可以精密地在耳蜗中形成声音的激励。如果非要将IE-10与实际的扬声器相比较的话,那么我觉得它的声音品质与5寸或者6寸纸盆的音箱同样优秀。

  我们知道,很多高端型号的平衡衔铁耳机往往会加入多个衔铁单元,并通过被动分频电路将其频段分开。这样可以弥补动铁单元频响窄的缺点。还有另外一种做法,是将衔铁单元与小型的动圈单元合并在一起,来增加低频的输出能量。IE-20XB,就是这种设计的典型产品。

  这个中端型号的耳机对于IE-10而言,在一些零件上进行了优化与升级。首先,它是双驱动单元设计,也就是说在耳机内部将高音和低音分离开,就像工作室监听音箱一样。其次,IE-20 XB低音单元的低频频响范围很宽。第三,为了呈现出清晰且有力的低音,它的外观要比IE-10或者IE-30更大一些。总体来说,它平滑且温暖的低音,温和的高音给我留下了很深的印象。这个特性让我觉得它是一个用于对hip-hop以及舞曲进行监听的音箱:Mackie HR-824。但这款耳机的中频能量不足,感觉整个频带中由低频到高频的中间没有过度,人声退后的现象较为严重,并且隔音并没有IE-10和IE-30那么理想。

  最后再来说说IE-30。这款耳机的声音品质像是一个高端的工作室监听。低频有着漂亮的平衡和饱满感,并且没有嗡嗡声(就是说没有低频失真)。实际上,我建议使用相对低端耳机来听MP3格式的文件,因为高端产品的精准度极高,MP3是一种人工压缩的非自然声音,其品质与AIFF或者WAV文件相比要差得多。使用高端耳机会暴露出文件中更多的瑕疵。

  在业内,通常我们称平衡衔铁式耳机为“动铁耳机”,这种耳机与动圈式耳机相比,有以下三点好处:

  (一)动铁耳机的隔音效果优于动圈耳机。我们知道,动圈耳机的入耳体积较大,并且在发声的过程中需要较多的空间和空气参与振动,因此不能很好地避免漏音;而动铁耳机可以降低入耳部分的面积,并且比动圈耳机更加深入耳道部分。由于耳道的几何结构属于类圆形,所以通过柔软的硅胶套作为耳塞,比传统耳塞能起到更好的隔音以及防漏音效果。

  (二)动铁耳机比动圈耳机有着更高的灵敏度。原因主要是动铁单元的结构几乎是个密闭的容器结构,一点点小小的电流就可以驱动它,这里要注意,灵敏度和电阻的关系。正是由于较高的灵敏度,动铁耳机瞬态表现更好,对音乐的动态表现、瞬间细节表现、声音密度上远胜于动圈耳塞。

  (三)动铁耳机的频响曲线更加稳定。因为动铁耳机有着良好的稳定性,使声音素质稳定可靠,不易改变。随着外界环境的变化,动圈耳机的音质会随之产生变化。动铁耳机之所以有如此之好的稳定性,是因其单元几乎都是采用金属材料制造,通过高精密的模具成形。而动圈单元的振动膜片一般是通过胶水与线圈粘合的。不难看出动圈耳机的这种加工方法,使其单元的电声性能很容易受到外界环境影响,表现出的音质也就极不稳定。

  今天,平衡衔铁技术因为体积小、阻抗低,被广泛运用于耳机以及助听器上。通常,它们的可听频谱极为有限(20Hz~16kHz),所以需要较好的封闭空间来释放它们全部的潜力。这种特性可以让我们除了娱乐之外在更多领域去使用它们。

  我们知道,在现场音乐演出的情况下,乐手通常为了更好地对自己的声音进行监听,使用耳机监听的方式(尤其是鼓手)。但是一般的动圈耳机,不能很好地隔音,避免不了其他乐器的干扰。头戴全封闭式耳机的佩戴又很不方便,阻碍乐手的表演。那么动铁耳机就成为了舞台监听首选。在录音棚中,经常对小提琴进行拾音,如果乐手使用头戴式耳机的话,会妨碍用脖子架琴。通常他们会使用特制的头戴式耳机(只在右边有一个单元,左边空出来),避免乐手架琴时左边的单元会挡住琴体与脸部的接触。但这样乐手并没有得到良好的监听效果。这时,动铁耳塞也可以发挥出优势。

  因为可能涉及商业机密,因此不管舒尔、UE还是M-AUDIO,都从不向外界透露更多的技术细节。这也是造成大家普遍对动铁知之甚少的原因之一。要说明的是,以上也仅仅是从硬件上、结构上进行分析。同动圈一样,影响动铁耳机的因素还有很多,这里就难以一一列举了。

  另外一点,就是如何推好的问题。由于动铁耳塞有着很高的灵敏度,所以它对音频信号的要求是相当高的。一般的说,只有极高端的闪存机器(例如U3)和推力充足的硬盘MP3才配得上动铁耳塞。如果用一个你自认高端的T29或M6之类的配动铁耳塞,就会出现小马拉大车的笑话。(或许在这种情况下,你还是听得出动铁耳塞的优势坐在,但很显然,没有将他的功力发挥到极致)。

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