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动圈 VS 动铁:不一样的单元技术

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发表于 2018-2-1 14:01 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省汕头市
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耳机最重要的就是发声单元部分了,说是耳机的心脏命脉,这个说法丝毫没有夸张。发声单元大致可分为 4 个种类,包括动圈、动铁、静电及平面震膜,最常用的就是动圈及动铁,我们这一篇文章就为大家讲下其工作原理,以及各自的优缺点。
动圈(Dynamic)
动圈单元于喇叭上广泛应用,已是相当成熟的技术。早在 1898 年,英国爵士 Oliver Lodge 按照电话传声筒的原理发明了电动式锥形纸盆喇叭,其实与我们现时的动圈单元结构非常相似。直至 1937年,Beyerdynamic 便推出世上第一款动圈耳机 DT48。
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在 1898 年,英国 Oliver Lodge 爵士发明了电动式锥形纸盆喇叭▲
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直至 1937 年 Beyerdynamic 正式推出世上首款动圈耳机 DT48▲
动圈单元的英文叫做 Dynamic,其发声原理一如其名,震膜后方的环形线圈经过通电后,线圈会变成电磁铁,形成磁力产生交互作用,从而推动震膜的震动而产生声音。由于这技术已经非常成熟,目前的改良方式集中在增加磁场密度,和改善震膜的物理特性,如用上羊毛震膜、木制震膜及纤维震膜等等,因为硬度不同会直接影响声音表现。
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LOLA采用圈铁混合设计,动铁单元负责高、低音频段、动圈负责中音频段▲
外壳设计的重要性
动圈耳机对外壳的要求较高,用料和设计都对声音表现有着相当重要的作用,大部分耳机厂商为了考虑成本,外壳会以塑料物料制造,不过,亦有些厂商擅长用某些物料制作,例如木材、金属及碳纤维等等,据称有效减少共振、减少干扰,令声音表现更自然。另一边厢,动铁耳机的外壳体积或用料对声音的影响相对较少,因为动铁的外壳主要是固定动铁单元,只要密封性做得好,对声音几乎没有任何影响。
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碳纤维外壳设计▲
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金属外壳设计▲
优点:低频扎实自然
动圈结构带来的优势是,对低频表现有所帮助,不但量感充足、速度感稍快,而且下潜不俗,理论上低频的声音比动铁耳机来得扎实自然。另外,动圈技术已很成熟,因此生产成本不会太高。
缺点:声音细致度不及动铁
动圈耳机的体积比较大,往往未能轻松放入耳道深处。动圈单元的结构特性擅于低频表现,但分析力、层次感及声音密度等各方面,均比动铁耳机逊色一些。
动铁(Balanced Armature)
翻查耳机历史,早在 1910 年由 Nathaniel Baldwin 所研发的耳机,原来已是采用动铁技术,但他没有申请专利,其后更将耳机卖给美国海军作军事用途。初期的动铁耳机广泛用于医疗、保健、航空、军事等领域上。动铁单元多为方形,其发声原理与动圈有点类似的,同是通电后产生震动而发声,不过动圈是直接带动震膜,但动铁则有点不同,需要透过一条驱动杆将电流传送到微型震膜的中央位置。所以,能带动的空气会比动圈少,从而令频率响应不及动圈那么宽阔,因此就有多单元结构的出现。
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早在 1910 年已有采用动铁技术的耳机诞生▲
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动铁单元多为方型,而且相当细小,一只入耳式耳机可放置多个单元▲

耳机内最多可放多少个动铁单元?
由于动铁单元的体积比动圈细小得多,高、中、低可以由不同单元分别独立负责,能演绎出更为细致通透的音色。你估唔估到一只耳机可以放多少个动铁单元呢?直接开估,答案是 18 个!我说的是64 Audio 最新推出的 U18 Tzar 公模及 A18 Tzar 客制化耳机,内部结构精密到连针都插不入。不过相信单元数目是没有极限的,正所谓没有最多,只有更多!
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64 Audio 推出的 U18 Tzar 及 A18 Tzar 每边均设有 18 个单元▲

优点:灵敏度比动圈高
动铁耳机胜在易于推动,所以灵敏度比动圈高,论声音的细致度和分析力远胜过动圈耳机。由于耳机外壳的形状对声音没有影响,可以依人体工学设计贴合耳道,能够戴得 fit,既舒服又有良好隔音能力。
缺点:低频表现不及动圈
动铁单元的制造工艺比动圈复杂,成本偏高,就算单一动铁单元的耳机最平也要几百元才有交易。由于动铁单元的结构特性,低频表现不及动圈,所以出现了多单元设计,由独立单元专门处理低频,有助于改善低频的质感。
总结
无论是动圈或动铁耳机,声音表现的好与坏不是取决于单元种类,譬如多动铁单元的耳机不一定好声过单一动圈耳机。其实,动圈与动铁两大阵营不断竞争,直至近年 Hybrid 圈铁混合式耳机的诞生却成为一股新势力,简单来说,将动圈和动铁两者优点结合,低频使用动圈单元,而动铁单元可提升高频响应,使高音人声通透自然,令耳机表现更为全面。

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