振膜好所以音质好,事实是如此吗?为你揭秘耳机振膜的真相~

发布日期:08月02日 10:07 浏览:367次

说到音质,也是所有耳机厂商在商品详情页里会着重阐述的重点。

 

能影响一款耳机音质的因素非常多,诸如耳机腔体的设计、支持的音频格式等都会对耳机的音质产生影响。这其中,振膜是关系到音质好坏的重要因素。

耳机厂商为了这片小小的振膜也费劲了心思,尝试了用各种不同材质来打造振膜。有纸质振膜、木质振膜、金属振膜还有生物振膜和塑料振膜。

 

为什么厂商会在振膜这件事上这么大费周章。它们有什么区别?为什么最后都趋向于选择塑料这种材质呢?

 

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先看看耳机的发声原理:

要解开振膜的秘密,还要从耳机的发声原理讲起。依照其换能原理,耳机可以分为动圈式耳机、动铁式耳机和静电耳机这三大类。消费类耳机中动圈式耳机最普遍,其发声原理和音箱的喇叭类似。
首先,音频信号电流经过扬声器的线圈时,线圈产生磁场变化,使得线圈产生机械振动,线圈则带动了振膜的振动。由于音频信号电流变化非常快,振膜也会同时进行高速的振动,使其周围的空气发生相应的连带振动,既而产生了声波,你就能听到耳机里传出来的声音了。

 

振膜:动圈耳机核心的发声部件

在我们初中的物理课本当中,有讲过扬声器的发生工作原理,只不过在教科书当中是以音箱的扬声器为例子介绍的,那么动圈式耳机单元的工作原理,又有哪些不同呢?其实本质上讲,动圈式耳机单元和音箱的发声单元在原理上是几乎一致的,只是结构方面略有区别。
它们都需要通过输入带有电平的模拟信号,通过磁铁带动线圈振动,而最终发出声音的,就是和线圈绑定在一体的振膜。为什么叫“振膜”呢?其实按照专业的说法来讲,应该叫做“振动板”,因为这个“板子”它非常的轻薄,因此直观地来讲,我们将其称之为振膜。

 

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所以最终发出声音的,正是单元最上端的振膜本身,因此不同材质、不同尺寸、形状的振膜在声音表现上都会或多或少有些区别。抛开耳机的腔体结构、佩戴结构等方面,就说单元本身的话,振膜对于一款耳机单元的声音表现有着决定性的作用,其次才是线圈、磁石等。
可以说一款振膜的好与坏,决定了耳机单元本身的好坏,从而也会很大程度上地影响一条耳机最终的声音表现。但是从哪些方面才能体现出一款耳机的振膜好与坏呢?一般来说,振膜材质、表面设计、腔体配对等方面都会决定着振膜的好坏。

 

什么样的耳机振膜才是好振膜?

振膜本身可以理解为将电平信号转换为声音的媒介和纽带,振膜设计的好与坏直接影响到最后耳机本身声音品质输出的音质特性。当然,如何衡量一款耳机振膜的好与坏,首先要看振膜本身是否符合动圈式耳机扬声器的性能指标,因此我们目前可以看到的耳机振膜,都是按照动圈式耳机扬声器本身的特性所针对设计的。

一款优秀的、理想的耳机振膜,应该具备:质量密度要相对较小,从而让振膜本身更加轻量化;材料力学杨氏模量相对较大,从而能让振膜本身具备着较好的刚性,此外还需要合适的内部阻尼因子,可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波,带来失真。

 

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要轻薄、轻量,振膜本身的强度就很难保证,简单来说,振膜是一个很脆弱的东西。记得周星驰电影《逃学威龙2》里面有个段子,周星驰对张敏的妈妈说,我也是警察,我也有五亿,不过我的五亿都用来买了音响了。就是你面前这一堆东西,你刚才戳了我的音箱一下,我就损失了50万以上了。

 

小时候,不小心戳了一下音箱的振膜,分分钟被老爸一顿好打。所以嘛,振膜要轻,要薄,自然就不可能强度很高,耳机相当于小小号的音箱,振膜就更小更脆弱了。所以你可以看到大部分的耳机单元振膜都会在周边设计一圈“加强筋”,从而增加膜片的刚性,但是不同设计的加强筋、球顶等部分,都会带来声音不太一样的表现,因此单独开发出一款性能优异的耳机单元需要通过大量的测试、数学模型论证、装配配对等环节,这也就无形中增加了耳机的成本。

 

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耳机的振膜材料种类有哪些?

目前动圈式扬声器的发展技术已经走入了一个瓶颈期,所以在理论模型完善、结构优化将近极致的时候,能再进一步提升动圈式扬声器性能的思路,就是从振膜材料上面入手。从振膜材料方面来看,耳机振膜共分为:纸浆类、高分子类、复合类、金属类。

 

而采用纸浆类振膜的耳机本身不算太多,苹果早期版本的Earpods就采用了羊毛纸盆+塑料复合振膜,一般来说纸浆类振膜本身成本较低,低频效果优秀,但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机振膜来说,最常见的仍然是以高分子材料为主的PET振膜。

 

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随着材料学的发展和生产工艺的进步,目前中高端耳机产品的振膜往往都会采用复合类振膜,也就是所谓的“生物复合振膜”、“钛金属振膜”以及“碳纳米管振膜”,这种振膜都会使用1-2种材质共同设计打造,比如振膜边缘负责低频的部分就会使用PET材质,而金属膜片对高频的瞬态、细节表现更好,则出现在振膜中央球顶的位置。

 

当然还有一部分非常舍得“堆料”的产品,会使用一些稀有金属来制作耳机的振膜,这种振膜我们就称其为“金属振膜”,比如法国著名的HiFi音响品牌Focal(劲浪)旗下售价2万多元的耳机Utopia,就采用了含有剧毒、危险性较高的Be铍金属振膜,当然在合理的生产设计和结构保护后,是不会有风险的。铍这种材质就很好地诠释了质量小、刚性强的特点,非常符合耳机振膜生产,但是无奈成本非常高昂

 

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虽然只有高端耳机才能用得起铍金属振膜,但是中低端耳机仍然可以选择性能更好的振膜,比如镀钛振膜就在很多耳机上出现过。而近些年随着碳纳米管技术的进步,镀有碳纳米管的耳机振膜也开始逐渐出现。此外能和铍金属振膜相提并论的,也就是一小部分使用DLC(Diamond-Like Carbon)振膜的耳机出现,这种材质的振膜密度与金属铍相当,而杨氏系数为铍的1.4倍,声导速则是铍的1.5倍,数据上并不输于铍金属振膜单元。

 

而近年来,材料界广受关注得石墨烯,倒是非常合适得振膜材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

 

石墨烯的优点就是超轻、超薄,同时还能有极高的强度。这样就可以满足耳机振膜对于重量、体积控制的需求,同时又能保证其强度。

 

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石墨烯振膜的特点可以使得耳机在音乐动态以及细节表现方面,可以说是耳机行业的一大革新。不少音乐耳机都已经推出相应的新品。

 

当然对于大部分低端动圈耳机来说,仍然是采用最普遍的PET(聚对苯二甲酸乙二酯),并且也是很多复合振膜的基材,它的声学性能表现各方面都不算差,并且还有着极低的成本和较为饱和的原料供应,因此受到了很多耳机厂商的喜爱。

 

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振膜虽好,但不能“以膜论声”

这是很多厂商、商家都存在的宣传误区,总是在给消费者传达一种“振膜好,所以声音好”的感觉,宣称使用了XX振膜就可以带来比XX耳机更好的声音表现,但事实果真如此吗?其实并不见得,因为振膜虽然是耳机单元本身的核心组件,但耳机本身并不是只靠单元就可以发出好的声音的,因为耳机是一个环环相扣,相互搭配的整体。

 

音质对于耳机来说本来就是综合性的问题,涉及到耳机的方方面面。最终一款耳机的音质表现还要靠自己的耳朵亲自得出结论,不要看厂商过于强调某种振膜材质而误入歧途。
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