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來源:鈦師父 

無論是游戲還是音樂耳機,都聲稱自己是 XX 單元,這個耳機的單元是怎么回事?不同單元有啥區別?今天我們就來講講。

什么是耳機驅動單元?

耳機的驅動單元,也就是大家俗稱的 " 喇叭 "。它是一個簡單的揚聲器,可以通過接受音源的模擬信號,在電力驅動下,讓自己的振動件(不同單元振動件不同)振動,振動空氣,被振動的空氣產生壓力波,從而產生通過耳朵結構的聲音。

驅動單元是耳機或揚聲器中最重要的部件之一,它將電能變為聲能。

常見的耳機驅動單元,則是由三大件組成:磁鐵、驅動線圈(音圈)、振膜。當電信號通過磁鐵和驅動線圈時,就使振膜振動并產生聲音。一般來說,磁鐵越強大,音響效果越好。

驅動單元越大越好嗎?

在采用同等驅動單元技術情況下,一般尺寸(直徑)較大的驅動單元,在總體音質,或者至少在低音方面,是要更好一些的。但更準確的說法,是在沒有耳機放大器情況下," 響度 " 更好。較大的振膜會讓低音更出色,但是較大的驅動單元會導致耳機難以再現高音。

通常入耳式耳機驅動單元的直徑在 8mm 到 15mm,而頭戴式耳機驅動器的直徑則在 20mm 到 50mm 的范圍內。

驅動單元的大小確實會影響耳機的輸出和頻率范圍,但驅動單元的技術類型對聲音質量的影響,遠大于驅動單元的大小。

有哪些不同的耳機單元技術?

每種驅動單元都有其創造聲音的特殊方式,這也解釋了許多不同類型的耳機存在。讓我們來了解一下主流不同類型的耳機驅動單元技術。

平衡電樞(動鐵)

一般大家在廣告中,都會聽到動鐵單元這個詞。它的學名就是平衡電樞(Balanced Armature Driver)。

在常見的耳機驅動單元中,動鐵單元是最小的,所以通常用于入耳式耳機以及助聽器。

這種單元的名稱說明了一切:它有一個位于樞軸之上的磁性銜鐵,在兩個磁鐵之間旋轉和移動。當電樞位于磁場中心時,作用在它身上的凈力為零。這就是磁電樞的平衡點。當電流射向電樞周圍的線圈時,產生的力將使電樞移動。當這種情況發生時,振膜也會移動并產生聲音。

動鐵單元工作原理(原圖:knowles corp)

盡管保持電樞平衡需要一定的力,但這仍然是一項簡單而有效的技術。有些耳機使用許多電樞驅動單元,如 1MORE 的三重驅動單元。有了多個動鐵單元,每個單元都有特定的頻率范圍:一個單元處理基礎頻率,而其他單元則使用特定頻率工作。大多數入耳式監聽級耳機都帶有 1-4 個動鐵單元。

一些知名型號的動鐵單元

動鐵單元效率很高,能產生驚人的高音響應,也是最昂貴的。特別當動鐵與動圈單元相比,動鐵耳機的成本非常高。

動態式(動圈)

動態單元,學名 DynamicDriver,也就是大家碰到最多的 " 動圈 " 了。

動圈大院在日常使用的耳機中非常常見,也就是常說的 " 喇叭式 "。單元是固定的,主體由非常耐用、強大的釹磁鐵制成,產生靜態磁場。動圈單元在電流通過音圈的情況下工作,并以來回的方式移動。這個部件根據它收到的信號而移動。音圈連接到一個薄薄的薄膜上,放大所有的振動,也就是你從耳機聽到的聲音。

動圈單元工作原理

動圈單元非常實惠,這就是為什么它被用于傳統的、中低端的耳機中。該組件重量輕,非常緊湊,即使耳機被頻繁使用,也非常耐用。當然,動圈驅動單元無法產生最好的聲音,聲音質量可能會因耳機材料的類型而有所不同。它特點還有一個,不需要外部放大器就能產生最好的反饋聲音。這是由于動圈單元可以做得很大,因此可以有較大的振膜,能夠提供強勁的低音,并獲得良好的聲壓,而又不會消耗太多電功率。由于尺寸可以做大,加上當代人對重低音的喜好,它常常用于耳罩 / 頭戴式樣,以重低音為賣點的耳機。

靜電(電容)

與普通的動圈單元相比,靜電驅動單元使用不同的技術運作。靜電單元的工作原理是在兩塊金屬片之間的非常薄的薄膜上放置靜電荷。當信號通過金屬片時,薄膜會因為自然的電氣運動吸引和排斥而來回移動。這與電容式麥克風的原理是一樣的,只不過是以相反的方式進行,一個是用這個原理采集聲波轉換為電信號,一個是用這個原理將電信號轉換為聲波。

非常薄的膜或振膜不儲存或保持能量,具有零容忍度,因此它沒有動圈式耳機和揚聲器中常見的失真。因此,靜電單元耳機的特點就是失真超小,音質細膩,瞬態反應和細節表現力爆表。這種技術非常精確,但開發起來非常精密且困難,這就是為什么靜電單元只在專業級的音頻設備中常見。

靜電(電容)單元在高端耳機中很常見。這類單元很昂貴,需要一個專門的耳機放大器。但耳機體積大,重量大,對防潮有比較高的要求。這一額外要求增加了使用這種耳機的成本。

平面振膜(平面磁性、正交、平板)

平面振膜單元,又稱平面磁性單元,是 Planar magnetic drivers 的縮寫。它還有一個名字叫 " 正交單元 "。

這項技術由雅馬哈發明,最初用于開放式耳罩式耳機的技術。平面振膜單元的工作原理與動圈驅動器相同,同樣使用磁場來創造聲音。但和動圈單元最大區別是,它不是音圈在磁力作用下,來回移動,從而帶動著將平坦的振膜產生振動,而是振膜直接被磁場影響移動,以產生不同種類的聲音。

由于少了音圈的 " 傳動 " 的誤差損失,因此平面振膜單元可以創造出更好的、專業的音頻,以及沒有失真,良好的低音響應,以及高瞬態響應,正因為這個原因,它在高端耳機中應用頗多。

一個帶有薄薄的導電成分(綠色)的扁平膜片(透明)被懸掛在兩側的磁鐵(橙色)的永久磁場中,并由于薄膜的導電部分首磁力影響振動引起薄膜振動發聲

而且,由于工作原理不是金屬線圈帶動膜片,而是磁力帶動膜片,因此單元必須使用更大的磁鐵或通過使用多個磁鐵進行均勻的振動。這會增加耳機的整體重量和體積,而且還需要使用外部放大器來提高整體功率和輸出。

同時,Oppo 等公司已經開發了新的平面振膜單元耳機,以解決其中的一些缺點。例如 Oppo 獲得國際 HIFI 大獎的 PM 1 旗艦級耳機就是一款輕量級、低阻抗的平面振膜單元耳機,只有 395 克。

圈鐵式

這是近幾年開始興起的混合式單元技術,嚴格來說只能叫 " 驅動方案 ",因為它是耳塞里采用動圈單元與動鐵單元相互結合的組合。

優點是優勢互補,動圈單元的低頻優勢與動鐵單元的高頻優勢互補,表現全面均衡。

缺點是分頻點選擇非常難,簡單來說就是把低頻、高頻兩個好聲音,如何組合起來變成一個好聲音的技術非常困難。調校非常好的圈鐵耳機,往往價格上又失去了優勢。

骨傳導(磁致伸縮)

這也是近來流行的驅動單元技術。所謂磁致伸縮,就是這些耳機單元核心是電磁驅動伸縮工作馬達,利用電機的伸縮工作產生振動。

而這些振動不驅動任何的機械或電子發聲單元,它驅動人的器官。單元的機械運動振動顳骨和下頜骨,骨折的傳導共振將聲音直接傳入內耳,繞過耳膜,直接由聽小骨等接受到聲音信息。因此大家更喜好稱為骨傳導驅動單元,如果你需要在運動或水中保持耳朵不受阻礙,這種技術就很有幫助。因此運動耳機目前很多采用這個技術。

骨傳導(紅線路)和空氣傳導(藍線路)的聲音感應路徑

骨傳導單元使聲音更清晰、更響亮,特別是對于需要聽力幫助的人和那些需要在耳朵不受阻礙的情況下工作或移動的人。當然,由于皮膚、骨頭的振動 " 精度 " 問題,音質可能沒有普通耳機那么純凈,也容易漏音。

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