星期四, 12月 19, 2013

談耳機測量數據

耳機的頻率響應是個複雜的問題,關聯到幾種等化曲線
某個層面相當接近類比系統黎明期,各家唱片有各家等化曲線的問題


首先是等響度曲線 (loudness),最直觀的曲線,簡單的講,人耳對各頻段的
敏感度是不一致的,舉個例子,3~4Khz是人耳最敏感的頻率帶,因此要往下調
人耳對低頻又不敏感,所以需要往上拉


而這其實是個平均值,每個人耳朵實際上"頻響曲線"都不太一樣
甚至左右耳同一頻段相差3dB(一倍)的都有.....


再來是擴散場均衡曲線 (diffused-field),這個是相對於自由場(free-field)而言
自由場均衡的目標很單純,以無響室中,喇叭發出最平直的頻響為基準

自由場均衡與上述的等響度曲線結合在一起後,理論上能夠還原出以人耳標準
而言,最平的耳機頻響曲線,AKG K1000我記得就是少數的自由場均衡耳機

相對於自由場均衡的基準空間"無響室",為了要用耳機模擬中、近場監聽的情況
所以又重新以"正常的,有反射有擴散的空間"為基準制訂出另外一套擴散場均衡曲線像K240DF的DF,就是指"diffused-field"

現今比較專業的耳機廠商都有自己的一條目標等化曲線,雖然大抵上都是上述
三種曲線的混合

然而麻煩的是,我們不知道這個黑盒子究竟是怎麼制定的,或怎麼考量的....


量測的各家網站,量出了原生的耳機頻響數據,也只能各打五十大板,齊頭式平等的
"還原"回去,讓玩家去評"那個耳機比較中性,低頻多少,高頻多少"

然而,因為是"齊頭式平等"的關係,大概只能看出一些相對程度的差異,
我個人的習慣是,50hz以下不看,1000hz以上參考


影響頻率響應的量測還有一點,耳擴的輸出阻抗.....以IEC標準而論
耳擴的輸出阻抗標準是120ohm,然而不是所有耳機廠都會考量到這個

舉個例子,按beyer的官方人員講,輸出阻抗120ohm的條件下,DT880的頻響最平坦

他們家大抵上是以這個作標準 (這個是N年前的訪問了,我不知道現在的家用產品線
還是不是這樣)


AKG和森海設計人員也有發表過意見,他們是比較贊成盡量壓低輸出阻抗,

然而最近head-fi有人量過森海的HDVD600/800的輸出阻抗,是47ohm
而國外也有AKG耳機要用120ohm輸出阻抗比較好聽的意見

這部分又是一個很麻煩的變數,光以beyer耳機而論,輸出阻抗0ohm和輸出阻抗100ohm
之間,特定低頻段的頻響可能就差到快3dB....

我找半天沒找到golden ear的參考器材,不過他家的量測到是很老實的,再最上面
最下面兩端的區域上色,標著僅供參考


: 2. 瞬態
: 3. 暫態


接下來這兩個一起講,dopin君的意思大概是分兩種測量 階越響應和脈衝響應來講
很老實的講,這東西我不太懂 (逃)

以階越響應(step response)來講,通常的重點在於上升之後的尾巴是怎麼收的

以喇叭而言,主要是看高中低音的"時間相位"有沒有同步、一致
以耳機而言,似乎更多的是在check系統阻尼的平順程度

*時間相位這詞其實有點問題,有機會再聊

脈衝響應算是比較直觀的指標,以T1為例




輸入一個脈衝信號之後,第一個尖峰與凹谷可以視為單體自身的響應
而後則是腔體共振與耳罩空間反射造成的波紋


這東西變數其實不小,按測量環境可能結果不太一樣

我舉個例子


紅線與藍線同樣是HD650的脈衝響應測試結果
差別只在於 藍線是緊靠著牆測量的,紅線則是離牆一段距離測量的





上述這兩個指標其實沒有辦法很直觀的對應"瞬態"這個指標
用個類比,像是燈光打在同一個東西上所映照出來的不同影子


: 4. CSD 圖 (CDS / 瀑布)

Head-fi最近很流行的東西,很直觀的可以看出腔體的共振與能量消散的情形
當然我們會希望腔體共振越少越好,越短越好

不過我不覺得可以像一些head-fiers那樣標榜的
從CSD圖鐵口直斷耳機如何如何


個人認為按CSD圖去mod耳機是有點盲人騎瞎馬的行為,因為你根本不知道廠商
的原始調音考量是什麼,就盲目的認為抹平"共振"就是好...


: 5. 阻抗變化 與 相位

終於到了最簡單的部分 Q_Q

首先我們要先釐清一些耳機 100hz左右那個阻抗峰的性質為何

大凡單體在逼近其實際頻率再生下限時,振動頻率越低,衝程越長 整個單體工作在
極限狀態

這個時候由前後振動的音圈引發的電壓(反電動勢)也是最大的,
導致測量出來的電阻值飆升

這是在正常情況下的情況,然而耳機單體實際的工作環境往往是密閉,
或者半密閉的,導致音圈的前後振幅一定程度被抑制住了

而原本該出現的阻抗峰也被 "抹掉"了

很難簡單的說哪個好推或哪個難推.....主要是看耳擴的輸出級如何

再來,中高頻段阻抗會緩步上升,這是反映了音圈的感抗問題
越往高頻"越小聲",最直觀的聽覺影響就是動態被壓縮了

有的時候,阻抗曲線並不是完全平緩的,而是會有小毛刺出現
這些毛刺其實是暗示了該頻段有共振存在

共振有可能是a.腔體的共振,也有可能是b.單體盆分裂導致的鈴振

以耳機的case來講,a和b並不是那麼容易區分

接下來談相位,這裡的相位是指相位角
如果以喇叭而論,這反應了電流/電壓的超前或遲滯

配合阻抗曲線,間接的可以看出喇叭是不是很"難推"

不過我覺得這對耳機其實不是那麼重要.....大抵上正負10度、15度都算相當的"好推"
同樣的,相位曲線如果出現了一點不連續或折曲,暗示著該頻段有共振存在

講得掛一漏萬 = =;,就先這樣吧