耳機(jī)傳感器小知識:高端耳機(jī)用到那些傳感器
什么是傳感器?
換能器是任何高保真耳機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)、入耳式耳機(jī)或真無線耳機(jī)的核心部件。與傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器一樣它們的作用是將耳機(jī)放大器、智能手機(jī)或揚(yáng)聲器發(fā)出的電信號轉(zhuǎn)換為人耳可感知的聲波。為此,換能器由一個膜組成,它根據(jù)信號源提供的電流而振動。因此操作非常接近揚(yáng)聲器。然而,換能器因各自的技術(shù)而異。許多設(shè)計(jì)參數(shù),包括尺寸、材料甚至磁性組件,都會影響換能器的操作和性能。
傳感器(這里是 Focal Utopia 耳機(jī)的換能器)由一個與線圈和磁力傳感器相連的薄膜組成,用于將放大器的電脈沖轉(zhuǎn)換為聲波。
動態(tài)傳感器
動態(tài)換能器,也稱為電動換能器,最常用于耳機(jī)。這些揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)是相對簡單且易于制造,同時提供出色的音樂性。正是由于這個原因,這些揚(yáng)聲器也出現(xiàn)在大多數(shù)高保真和家庭影院揚(yáng)聲器中。因此,原理是相似的,即薄膜懸掛并粘在線圈上,通常由銅制成。后者被磁性設(shè)備包圍以控制其運(yùn)動。當(dāng)移動線圈從放大器接收到交流電時,它會被磁性系統(tǒng)交替地吸引和推回。這個線圈帶動膜產(chǎn)生聲波。
動態(tài)傳感器(如鐵三角ATH-ADX5000耳機(jī))采用音圈與磁性組件相結(jié)合的方式移動振膜。
動態(tài)傳感器在寬廣的聲譜中提供了非常好的性能,尤其是在低音方面。低音通常是慷慨的和深沉的。然而,響應(yīng)可能缺乏高音的活力和技巧。
平衡電樞傳感器
平衡電樞傳感器僅用于入耳式和真無線耳機(jī)。后者使用動態(tài)揚(yáng)聲器的工作原理,帶有與磁性元件和薄膜相關(guān)的線圈。但是,振膜不再粘在線圈上,而是粘在被磁鐵包圍的金屬棒上。放大器的交流電流被輸送到電樞上,電樞通過周圍的各種磁鐵保持平衡。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)更輕且更容易移動膜。因此效率更高,可以使用更適度的功率放大。此外,平衡電樞傳感器更有效地再現(xiàn)高頻。這就是為什么平衡電樞傳感器最常見于混合式耳機(jī)中,用于重音再現(xiàn),與動態(tài)傳感器一起用于重音。
FiiO FH7耳機(jī)采用3分頻設(shè)計(jì),5個傳感器,包括直徑為13.6 mm的動態(tài)模型,以確保低音強(qiáng)勁逼真。
平面磁傳感器
磁性平面技術(shù)正在一些高端耳機(jī)和耳麥中出現(xiàn)。它的目的是克服傳統(tǒng)動態(tài)驅(qū)動器的局限性。平面?zhèn)鞲衅饔袃蓚€組成部分:一個覆蓋有電導(dǎo)體的極薄薄膜,以及兩個強(qiáng)大的磁鐵(通常是釹)包圍它,并產(chǎn)生與薄膜形成的平面平行的永久磁場。這種薄膜比動態(tài)傳感器輕得多,懸浮在磁場中。當(dāng)振膜電路被音頻信號通電時,產(chǎn)生的磁場與永久磁場相互作用,具有使振膜運(yùn)動的效果,從而確保聲音擴(kuò)散。與動態(tài)傳感器相比,這種設(shè)計(jì)具有多個優(yōu)點(diǎn):更好的響應(yīng)性,
磁性平面換能器(這里是Audeze LCD-X耳機(jī)的磁性傳感器)由覆蓋有電導(dǎo)體的超薄膜和兩個圍繞它并產(chǎn)生永久磁場的強(qiáng)大磁鐵組成。傾聽的反應(yīng)性和準(zhǔn)確性都在提高。
平面磁性 技術(shù)應(yīng)用于一些 HiFiMAN 耳機(jī),例如HiFiMAN Sundara、HiFiMAN Susvara、HiFiMAN Ananda、HiFiMAN HE-1000 V2。美國制造商Audeze也通過選擇更薄的膜來充分利用這些傳感器,除了經(jīng)典的釹磁鐵之外,還使用了Fluxor磁鐵。因此,磁力增加了10倍,以獲得更大的反應(yīng)能力和更深的低音。
由于采用平面?zhèn)鞲衅鳎琀iFiMAN Ananda 耳機(jī)可提供從 8 Hz 到 55 kHz 的音頻信號和精確de 線性再現(xiàn)。
等動力傳感器
等動力傳感器是羅馬尼亞制造商 Meze 頭盔中使用的磁性平面?zhèn)鞲衅鞯拿Q,包括頂級的Meze Empyrean和Meze Empyrean Elite,以及封閉式的Meze Liric。這些揚(yáng)聲器采用經(jīng)典平面型號的工作原理,不同的是(更薄的)振膜采用了雙線圈:螺旋線圈和“來回”線圈。這種安排可以讓聲音更有效地圍繞耳朵的自然形狀定位。因此,更有效地再現(xiàn)低頻的往返線圈位于傳感器的上部。相反,螺旋線圈對介質(zhì)和高音更精確,因此安裝在膜的底部,直接面對聽道,以更直接地傳播聲波。這項(xiàng)規(guī)定消除了反射和延遲,以更準(zhǔn)確地再現(xiàn)整個音頻頻譜。
Meze 耳機(jī)特有的等動力傳感器優(yōu)化了平面磁性技術(shù),采用了雙線圈膜,可以更精確地將不同的聲波擴(kuò)散到耳道。
靜電式傳感器
靜電耳機(jī)的工作方式與動態(tài)模型不同。與傳統(tǒng)的線圈揚(yáng)聲器不同,在兩個金屬電極之間夾有一層聚酯薄膜或聚合物,對其施加極高的電壓。電極在接收到的電流的作用下拉動和推動薄膜。振動會產(chǎn)生一種非常純凈的聲音,從低音到高音。聲音場景堪稱典范,聽任何音樂都是一種魅力。
在靜電傳感器中,膜由兩個金屬電極包圍,施加極高的電壓,以提供從低音到高音的高純度聲音。
靜電技術(shù)在制造商Stax的推動下于 1950 年代出現(xiàn),該制造商今天仍然是靜電耳機(jī)的專家。日本制造商 Stax 的所有耳機(jī)​​均采用靜電傳感器,并以其出色的音樂性而聞名。這種技術(shù)也出現(xiàn)在一些高端的HiFiMan 耳機(jī)上。
由于使用了新一代靜電傳感器,Stax SR-X9000 耳機(jī)真正令人驚嘆,提供了一個新的聲音世界和一個非常寬廣的聲場。
然而,這項(xiàng)技術(shù)有一個重要的限制:它需要一個專用的放大器。事實(shí)上,沒有傳統(tǒng)的耳機(jī)放大器可以提供靜電耳機(jī)運(yùn)行所需的電壓,其阻抗通常達(dá)到 1000 歐姆以上。Stax 和 HiFiMan 耳機(jī)的 6 針連接也是靜電型號獨(dú)有的。因此,Stax 和 HiFiMan 也很自然地設(shè)計(jì)了自己的電子管、混合或晶體管放大器,以確保最大限度地利用靜電換能器的眾多優(yōu)勢。
SRM-500T STAX放大器采用管式功率級和晶體管預(yù)放大,在充分利用STAX和Hifiman耳機(jī)的靜電技術(shù)。
磁性線圈的重要性
揚(yáng)聲器振膜的移動與它的線圈和磁鐵所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度有關(guān)。這個磁場必須足夠強(qiáng)大,以處理大的動態(tài)偏差,并允許在每個音符結(jié)束時立即將膜恢復(fù)到初始位置。音量越大,低音越強(qiáng)勁,磁力系統(tǒng)就越必須呈現(xiàn)出強(qiáng)大的力量來保持對膜片的控制,并在音樂需要時停止它。出于這個原因,許多制造商使用釹磁鐵或特斯拉技術(shù)磁鐵,而不是傳統(tǒng)的鐵氧體磁鐵,因此研究傳感器的磁通強(qiáng)度可以為恢復(fù)控制、嚴(yán)重程度響應(yīng)和聽力動態(tài)特性提供指導(dǎo)。
由于磁性組件可提供 1.5 特斯拉的極強(qiáng)磁場,F(xiàn)ostex TH-909 耳機(jī)可完美控制振膜,實(shí)現(xiàn)自然、動態(tài)的再現(xiàn)和深沉的低音。
選擇什么尺寸的傳感器?
與高保真揚(yáng)聲器一樣,傳感器的尺寸會影響再現(xiàn)的聲譜,尤其是低音方面。因此,傳感器越大,可以預(yù)期的低音再現(xiàn)就越豐富和強(qiáng)大(傳感器大于或等于 40 毫米)。在耳機(jī)中,傳感器的直徑幾乎不超過 10 毫米。然而,由于耳膜靠近鼓膜和被動隔音,您可以享受完美的低音再現(xiàn),同時演奏的聲音更小,發(fā)射表面更小。為了更有效地再現(xiàn),一些耳機(jī)采用多個傳感器,最常見的是專用于低音再現(xiàn)的動態(tài)模型。
為了彌補(bǔ)振膜的小直徑,F(xiàn)iiO FH9 耳機(jī)采用了一組 6 個傳感器,以確保整個聲譜的平衡、精確和自然的音樂性。
在耳機(jī)上,傳感器的平均尺寸在 40 到 50 毫米之間變化。因此,低音的再現(xiàn)問題較少,但涉及制造商方面的更多專業(yè)知識。與聽覺系統(tǒng)的更大差異實(shí)際上意味著更強(qiáng)烈地移動膜以再現(xiàn)低音從而有可能產(chǎn)生失真。因此,制造商必須確保對其揚(yáng)聲器的移位進(jìn)行完全控制,以避免任何可聽見的故障。
Meze Empyrean Elite 耳機(jī)的等動力換能器具有 4650 平方毫米的超大發(fā)射表面,可提供包覆性的聲音、豐富的低音和高度細(xì)致的聆聽。
什么傳感器最好?
有許多不同的驅(qū)動技術(shù)影響著耳機(jī)和耳麥的聲音再現(xiàn)和特征。在不考慮其他品牌特定的設(shè)計(jì)元素和技術(shù)的情況下,可以全面考慮動態(tài)傳感器,在整個頻譜動態(tài)傳感器中都是優(yōu)秀的,但在高音部分可能缺乏一些技巧和細(xì)節(jié)。平衡電樞驅(qū)動器在耳機(jī)中非常有用,可以提供非常細(xì)致的高音,只要他們與動態(tài)換能器相結(jié)合,以平衡嚴(yán)重的反應(yīng)。平面磁性換能器實(shí)現(xiàn)了更大的動態(tài)調(diào)諧、擴(kuò)展的頻率響應(yīng)和減少的失真方面取得了重大飛躍。Meze 自己的等動力技術(shù)進(jìn)一步完善了這一原理,尤其是細(xì)節(jié)的技巧和聲場的開放。最后,電聲傳感器似乎是許多挑剔的發(fā)燒友和音樂愛好者的必殺技。
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