[轉錄][閒聊] 歐陸系耳機的設計思維
※ [本文轉錄自 Headphone 看板]
作者: takase (............) 看板: Headphone
標題: [閒聊] 歐陸系耳機的設計思維
時間: Tue Oct 20 23:30:20 2009
日系耳機和歐陸系耳機規格差異在哪？
看到這個問題，可能一堆人會想：啊不都差不多？
比較敏感的人可能會想到日系耳機阻抗偏低，歐陸系耳機阻抗偏高
這是一個答案
另一個答案一般人可能不太會注意到:power handing,也就是最大承載功率
先來講阻抗的差異
這樣的差異主要在於音圈的材質：與日系耳機強調6N"銅" 7N"銅"
注重音圈導電性的走向不一樣
歐陸廠重視的是音圈的質量:不管是森海、AKG還是beyer，音圈的主要材質清一色都是鋁
鋁有什麼好處？ 比重夠輕，可以有效壓低單體的運動質量
然而壞處就是導電性不比銅高，效率低落，阻抗高
所以這就是歐陸各廠各出奇招的地方了，不管是材質上的變化，要不然是音圈形狀的變化
總之雖然是看起來很菜市場的鋁材質，各家都有自己一套企業機密在
AKG的鋁扁線音圈、森海的鋁帶(ribbon)音圈，beyer的600歐姆極細音圈
總之都是規格外的特注品，不能單純的和市面上耳機用的鋁質音圈相提並論
接下來談承載功率
對比日系耳機動輒1000~2000mW的承載功率，歐陸系耳機的承載功率乍看之下小的可憐
就算是最大的森海賽爾，也只不過是500mW而已
有沒有搞錯？承載功率不是越大越好？ 然而問題並非如此單純
和承載功率直接相關的有兩點
一是單體的衝程，即音圈的長度
通常音圈繞的長度 (不是圈數)越短，衝程越短，所受的磁力越均勻
但是也就越容易卡圈 (輸入功率過大，導致音圈脫位)，一次推動的空氣量也就越少
一是音圈的散熱：音圈越細，散熱面積越小，越容易因為溫度過高而融毀
不過耳機不用擔心這問題.....除非是擴大機的輸出直流問題，不然在你成功燒掉耳機
的音圈之前，耳朵大概會先聾掉
而在音圈過熱之前，耳機的失真恐怕就已經大到很可以明顯察覺的地步了
我不知道日廠有沒有灌水，歐陸各廠在這點上有一套嚴謹的規範
他們大多以持續24小時運作而沒有嚴重失真情況來當作最大承載功率的標準
以上是音圈的部份，接下來講振膜
歐陸系耳機的振膜清一色使用聚酯薄膜材質，這種材質也是菜市場滿街走的類型
小至MX500，大至HD800，都是使用聚酯薄膜材質
這種材質最大的缺點在於剛性不足，頻率響應範圍受限
優點在於頻率響應的滾降很和緩，盆分裂失真的情況比較不嚴重，高頻段相位失真的情形
也比較好
嗯，接下來又是各家歐陸廠大顯身手的時候了，透過特殊的結構或塗料來強化
振膜的剛性、阻尼，提昇頻率響應，降低失真
這部份AKG頗具代表性，以K1000為例 : 四層複合振膜，特殊塗料
K701的異厚結構、雙層複合振膜
森海的DUOFUL振膜和環狀振膜
Beyer的塗了厚厚一層不乾膠，高爾夫球紋路的振膜
大抵上比較偏抑制實際發生的失真情況，也就是失真可能發生了，但是被控制在一
定範圍內
這樣的設計取向和日系極端重視振膜剛性的傾向很不太一樣
R10的生物振膜和010的奈米振膜先別提，SONY在7506或V900的振膜是蒸鍍上金屬材質
的聚酯薄膜振膜
ATH我沒研究，最近新興的DENON則是使用複合纖維振膜
設計思維是"一開始就不要有失真"
以上是很簡單的概括，實際取向上還是有各自的差別
再來是磁路系統
這部份是日系廠商佔優勢，原因無他，日本對磁性材料的研究一向處於領先地位，
近水樓台先得月也
歐陸系廠商則積極導入(參考)新設計，引入新的工具
像是HD650就使用了電腦來計算、最佳化磁路結構.....也因此我猜650是
(故)歐陸三旗艦中磁路效率最好的.....磁束密度達0.9tesla
而現行旗艦HD800則有1.1tesla (如果SENNS宣傳人員沒唬爛的話)
AKG磁路系統不詳....不過有Harman/Kardon集團的資源，應該也不會太差
都能用雷射儀去測振膜失真情況了......
Beyer則是謎團多多.....甚至連他家耳機什麼時候導入釹磁鐵都不太明朗
總之一直到T1才大肆宣傳"高達1.2tesla"的磁束密度
實際上那也不是重點，T1磁路結構重點在"均質化"，意思就是那樣的結構能夠
讓磁束分佈的更加均勻，"磁力線要走得路徑比較短"
更有效率的運用磁力，所以那個"能更大聲7dB"就是這麼來的
而另一方面就是磁路結構輕省化，一方面減少染色（振膜向後動作的背波打到單體上是會
有染色和失真的），一方面提昇散熱效率 (這是個重點，因為釹磁鐵怕熱)
至於成本有沒有比較便宜.....我想應該是有的
日系耳機的磁路系統資料也很少.....010我確定使用的是很高檔的N44等級釹磁鐵
磁路結構上也有特殊之處，是類似thiel的結構
http://img.u-audio.com.tw/showimage.asp?imgid=5024568
Ath詳細不明，那個"Permendur Alloy"應該是指導磁板的材料，作用在導引/增強磁束
磁鐵本身應該還是釹磁鐵
接下來.....來談耳機外殼.....(終於快結束了.....)
耳機殼基本結構可以分為"housing" 和"grill" ，或者說是側邊和上蓋(透氣網)
材質主要考量有兩點 1. 剛性 2. 阻尼 3.能量傳遞特性
一般而言，剛性好的材料通常很"脆"，阻尼特性通常不太好，不振則已，一振就很嚴重
阻尼特性好的材料又往往剛性不夠，這是個兩難問題
木頭是很常使用的材料，因為實木有不錯的剛性，也夠"軔"
鋁合金的剛性極佳，但是內部必須要再作阻尼的加強
塑料有不錯的阻尼特性.....但是強度不夠
這又是各廠顯神通的地方了，日系在這方面可以說是多采多姿，木頭、金屬、碳纖維
而歐陸系則是以塑料為主.....可以敲敲K701和HD650側邊那圈，那不是單純的塑料
聲音鈍鈍的，應該是特殊的強化塑料材質
一直到HD800，也還是使用玻璃纖維和尼龍複合而成的特殊塑料，單位成本並不比
金屬或木頭便宜
beyer DT770/880/990的設計比較極端.....等下再談
講半天好像沒有講到第三個要素？對，這才是重頭戲
能量傳遞特性，也就是高低頻能量在各種材料中散失的速度並不一致
這就是最直接的"音染"來源 (就我所知)
借用一下wilson audio的說明，可以不理他家老王賣瓜，看圖就好
http://wilsonaudio.com/company_html/ae_cabinets.html
像是實木中低頻段的能量散失比較慢，造成了一定程度的"木頭味"
金屬在特定高頻段的能量散失情況有peak，也形成了獨特的音染
當初HD800剛發表的時候，有人問了森海工程師: 為什麼不使用金屬材料
森海工程師意味深長的回答了一句"因為沒有比較好聽"
回到塑料材質上，至少這東西沒有我們想像的差，前面說到DT770/880/990
設計極端........原因在於beyer一定程度放棄了剛性與阻尼特性，追求理想
的能量散失特性和速度，這方面直接與中頻的清晰度相關連
好像忘了誰？ 沒錯，Grado是這方面的老手，金屬/實木複合材質耳機殼的設計
恐怕也是為了追求理想的制振/ 阻尼/ 能量傳遞特性 而衍生出來的
前兩項還能用計算的，第三個如果沒有精密的儀器，恐怕只能靠不斷地試誤，
或者說"調音"
所以RS1和一些日系耳機號稱測試了數百種實木材料才完成設計
我是完全有理由相信的
講半天housing, 好像還沒講到grill？
grill對開放式耳機的影響比較大，很妙的是不分地域或設計走向
大家不約而同的使用金屬材質的grill，不管是T1/K701/HD650/800，RS1/PSK，
AD1000/AD2000
如果是喇叭的話，金屬透氣網會略為衰減極高頻，讓高頻比較華麗
但是是否能套用在耳機上我就不清楚了
開放式還是封閉式？
這部份的選擇或許只是偶然的問題，封閉式能取得較好的低頻響應
如果內部吸音材料使用得當，音染也可能比開放式來得小
隔音也比開放式好上不少，特別是環境噪音問題遠比我們想像的嚴重
封閉的結構也一定程度維持了單體工作環境的穩定
開放式能借用內外密度不同的空氣一定程度抑制振膜的失真，也有著較自然的空間感
雖然工作環境相對不穩定.....
(Headwize有作過一個有趣的實驗，HD600靠牆角聽和不靠牆角聽會微妙的
影響失真分佈的情況)
這兩種互有高下，不過很肯定的一點是開放式耳機的設計難度要比封閉式高一些
(動圈而言，靜電耳機的話反而是封閉式的設計難度較高)
最後，如果說每個廠商都有自己最堅持追求的目標，那麼下面就是我對這些目標的推測
與猜想
SENN
盡量壓制振膜在前後運動過程中產生的各種失真，即使犧牲振膜面積也在所不惜
所以SENN的THD一直維持在業界龍頭水準，而從這點也可以想見HD800的可怕之處了
：振膜比同等級耳機還要大，失真卻低得多......
AKG
追求完美的活塞運動，盡量維持一定頻率響應內的平均音壓:也因此音壓隨著頻率響應
提高而降低的現象減輕很多，這直接導致了穩固的音像與明確的定位
Beyerdynamic
速度，為了速度寧願犧牲一切，沒有其他的，無所不用其極的壓低單體的運動質量
得到了同等級耳機中最優異的瞬態/相位響應特性......
先這樣吧......想到再補
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三月的柳絮不飛 妳的心如小小的寂寞的城
我達達的馬蹄是美麗的錯誤 我不是歸人 我是馬~
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