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動圈、動鐵哪個好? 不能不知道的耳機發聲原理 

不論是有線耳機還是藍牙機,皆使用了3種不同的驅動單元技術,包括動圈(dynamic)、動鐵(Balance Armature)和平板(Planar Magnetic)。平板早在1970年就已經使用在耳機上,只是解析度不如動圈,而漸漸遭到淘汰。因此,讓我們將會把討論的重點放在動圈和動鐵之間的差異上。


動圈的運作原理

動圈是最常見的耳機驅動單體,由一個圓錐體的振膜、一個音圈和一組磁鐵組成。當電流通過音圈時,會產生磁場,並與環繞在音圈周圍的一組磁體相互作用。因此,改變電流的方向,產生的磁場極性就會發生變化,持續的改變電流會讓音圈一直被磁鐵組吸引或推離。


動鐵的運作原理

動鐵也是基於使用磁場移動物體(移動空氣分子以產生聲波)的原理,因為體積小跟重量較輕,動鐵單元往往非常高效,這意味著很少的電能即可產生運作。但是動鐵的設計使其很容易產生共振,製造商有時必須付出很大的努力來抑制(平滑)動鐵單元的頻率響應,以下是動鐵單元的典型響應曲線。


動圈和動鐵的比較

以上就是動圈和動鐵的運作方式,但這對耳機和喇叭來說意味著什麼?其實,不論是哪種方法,都有優點和缺點。如上所述,動鐵容易產生共振,儘管效率和電靈敏度讓動鐵不需要非常強大的電能,但卻有發出嘶嘶聲的問題。此外,也因為動鐵體積非常小,所以常會看到一個耳機裡搭載多個動鐵單元。

相反地,動圈的效率較低,但也不太容易發出嘶嘶聲。其移動空氣的方式傾向於使動圈具有更深、更豐富的低頻響應,而動鐵在高頻時傾向於具有更大的響應。因此,經常同時包含動圈和一個或多個動鐵的混合設計。例如,Fiio 的F9就使用1個動圈和2個動鐵的三重混合設計。另一方面,In Ear為其ProPhile 8監聽耳機的每個耳機單體各配備了8個動鐵單元,而64 Audio則在U18t耳機的每個耳機中安裝了18個驅動單元。


需要多驅動單元的設計?

那麼,真的需要多驅動單元設計嗎?嚴格來說,並不需要。很多時候只是行銷手法,但多驅動單元設計也有一些好處。

如上所述,動鐵因為有共振問題,在可聽頻率範圍內的響應相當不穩定。因此,製造商可能會使用多個動鐵,結合複雜的分頻器將音頻訊號分送到特定頻率之上和之下的特定動鐵單元。例如,如果某個動鐵單元在20至2kHz之間的響應很差,2.5kHz至6kHz的響應很大,然後7kHz至20kHz的響應又很差,那麼製造商很可能會透過分頻,使該動鐵單元僅接收2kHz至6.5kHz範圍內的音頻訊號。

當然,不論是動圈還是動鐵,使用單個驅動單元的優點就是設置簡單,可以降低製造成本和時間。

此外,使用單個驅動單元的最大好處就是可以保持聲音的連貫性。這到底是什麼意思?看看下面的圖片。

這裡有一個簡單的正弦波,儘管所有聲音都是同一聲波,但我們聽到的自然聲音並不像單頻率正弦波那麼簡單,而是多種不同聲波的組合,相互作用以產生更複雜的波形。

下面是一個典型的音頻文件,我們用的是 Livingston 在《Ink》專輯中的〈Taylor’s Isn’t She Lovely?〉。

如您所見,其比簡單的正弦波更加不穩定和復雜。放大音樂的一部分可以看到復雜的波形。但是,就像簡單的正弦波一樣,整個波仍然在最大+1和-1之間振盪。

這裡要注意的一點是,雖然音樂的聲波是多種不同正弦波的總和,但結果仍是單個波動,而且這種模式也代表了驅動單元的運作方式。

這就是多驅動單元設計的問題所在,創建交叉網絡時,將音頻訊號分成不同的波形,然後每個驅動單元播放其指定的模式,然後每個模式相互作用。

因此,我們絕無法保證這些新的波形組合起來,是否能再次真實地還原成原始波形。創建多驅動單元監聽耳機時,無疑是最大的挑戰。嚴格來說,如果DAC、AMP或驅動單元完全改變了波形,那麼我們將失去音頻保真度。試圖複製Hi-Fi(高保真度)背後的要點是試圖重現最準確的音頻訊號,使我們聽到的聲音與錄音室中的聲音盡可能接近。


動圈是最好的驅動單元?

其實,不一定。動圈也不是完美的,以上討論都是基於理論,但理論與實際狀況不一定想同。精心設計的多動鐵設計可以輕易勝過設計不佳的單個動圈設計,但創建性能出色的單個動圈耳機並不複雜,而且可能更具成本效益。

確實,在決定是否購買具有動圈、動鐵或混合驅動單元的耳機時,最好的做法是親自試聽每個耳機,來找到最適合您的聲音。


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編輯日期:
(1) 最新更新日期:2020年06月08日
(2) 文章發表日期:2020年06月08日

參考來源:samma3a

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對耳機有濃厚的熱愛,喜歡玩耳機,分享耳機知識,了解最新耳機科技及全球耳機趨勢。

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