歐陸系耳機的設計思維

日系耳機和歐陸系耳機規格差異在哪？

看到這個問題，可能一堆人會想：啊不都差不多？
比較敏感的人可能會想到日系耳機阻抗偏低，歐陸系耳機阻抗偏高

這是一個答案

另一個答案一般人可能不太會注意到:power handing,也就是最大承載功率


先來講阻抗的差異


這樣的差異主要在於音圈的材質：與日系耳機強調6N"銅" 7N"銅"
注重音圈導電性的走向不一樣

歐陸廠重視的是音圈的質量:不管是森海、AKG還是beyer，音圈的主要材質清一色都是只是鋁或漆包線

鋁有什麼好處？ 比重夠輕，可以有效壓低單體的運動質量

然而壞處就是導電性不比銅高，效率低落，阻抗高

所以這就是歐陸各廠各出奇招的地方了，不管是材質上的變化，要不然是音圈形狀的變化，總之雖然是看起來很菜市場的材質，各家都有自己一套企業機密在：AKG的扁線音圈、森海的鋁帶(ribbon)音圈，beyer的600歐姆極細音圈

總之都是規格外的特注品，不能單純的和市面上耳機用的音圈相提並論


接下來談承載功率

對比日系耳機動輒1000~2000mW的承載功率，歐陸系耳機的承載功率乍看之下小的可憐，就算是最大的森海賽爾，也只不過是500mW而已

有沒有搞錯？承載功率不是越大越好？ 然而問題並非如此單純

和承載功率直接相關的有兩點
一是單體的衝程，即音圈的長度

通常音圈繞的長度 (不是圈數)越短，衝程越短，所受的磁力越均勻
但是也就越容易卡圈 (輸入功率過大，導致音圈脫位)，一次推動的空氣量也就越少


一是音圈的散熱：音圈越細，散熱面積越小，越容易因為溫度過高而融毀
不過耳機不用擔心這問題.....除非是擴大機的輸出直流問題，不然在你成功燒掉耳機的音圈之前，耳朵大概會先聾掉

而在音圈過熱之前，耳機的失真恐怕就已經大到很可以明顯察覺的地步了

我不知道日廠有沒有灌水，歐陸各廠在這點上有一套嚴謹的規範
他們大多以持續24小時運作而沒有嚴重失真情況來當作最大承載功率的標準

以上是音圈的部份，接下來講振膜

歐陸系耳機的振膜清一色使用聚酯薄膜材質，這種材質也是菜市場滿街走的類型,小至MX500，大至HD800，都是使用聚酯薄膜材質

這種材質最大的缺點在於剛性不足，頻率響應範圍受限
優點在於頻率響應的滾降很和緩，盆分裂失真的情況比較不嚴重，高頻段相位失真的情形也比較好控制

嗯，接下來又是各家歐陸廠大顯身手的時候了，透過特殊的結構或塗料來強化振膜的剛性、阻尼，提昇頻率響應，降低失真

這部份AKG頗具代表性，以K1000為例 : 四層複合振膜，特殊塗料
K701的異厚結構、雙層複合振膜

森海的DUOFUL振膜和環狀振膜

Beyer的塗了厚厚一層不乾膠，高爾夫球紋路的振膜

大抵上比較偏抑制實際發生的失真情況，也就是失真可能發生了，但是被控制在一定範圍內

這樣的設計取向和日系極端重視振膜剛性的傾向很不太一樣

R10的生物振膜和010的奈米矽質複合振膜先別提，SONY在7506或V900的振膜是蒸鍍上金屬材質ATH我沒研究，最近新興的DENON則是使用複合纖維振膜(大概是植物纖維，像是香蕉紙一類的東西)

設計思維是"一開始就不要有失真"

以上是很簡單的概括，實際取向上還是有各自的差別


再來是磁路系統

這部份是日系廠商佔優勢，原因無他，日本對磁性材料的研究一向處於領先地位，近水樓台先得月也

歐陸系廠商則積極導入(參考)新設計，引入新的工具

像是HD650就使用了電腦來計算、最佳化磁路結構.....也因此我猜650是(故)歐陸三旗艦中磁路效率最好的.....磁束密度達0.9tesla

而現行旗艦HD800則有1.1tesla (如果SENNS宣傳人員沒唬爛的話)

AKG磁路系統不詳....不過有Harman/Kardon集團的資源，應該也不會太差
都能用雷射儀去測振膜失真情況了......

Beyer則是謎團多多.....甚至連他家耳機什麼時候導入釹磁鐵都不太明朗
總之一直到T1才大肆宣傳"高達1.2tesla"的磁束密度

實際上那也不是重點，T1磁路結構重點在"均質化"，意思就是那樣的結構能夠讓磁束分佈的更加均勻，"磁力線要走得路徑比較短"，更有效率的運用磁力，所以那個"能更大聲7dB"就是這麼來的

而另一方面就是磁路結構輕省化，一方面減少染色（振膜向後動作的背波打到單體上是會有染色和失真的），一方面提昇散熱效率 (這是個重點，因為釹磁鐵怕熱)

至於成本有沒有比較便宜.....我想應該是有的

日系耳機的磁路系統資料也很少.....010我確定使用的是很高檔的N44等級釹磁鐵,磁路結構上也有特殊之處，是類似thiel的結構

http://img.u-audio.com.tw/showimage.asp?imgid=5024568


Ath詳細不明，那個"Permendur Alloy"應該是指導磁板的材料，作用在導引/增強磁束,磁鐵本身應該還是釹磁鐵

接下來.....來談耳機外殼.....(終於快結束了.....)

耳機殼基本結構可以分為"housing" 和"grill" ，或者說是側邊和上蓋(透氣網)。材質主要考量有兩點 1. 剛性 2. 阻尼 3.能量傳遞特性


一般而言，剛性好的材料通常很"脆"，阻尼特性通常不太好，不振則已，一振就很嚴重；阻尼特性好的材料又往往剛性不夠，這是個兩難問題

木頭是很常使用的材料，因為實木有不錯的剛性，也夠"軔"
鋁合金的剛性極佳，但是內部必須要再作阻尼的加強
塑料有不錯的阻尼特性.....但是強度不夠

這又是各廠顯神通的地方了，日系在這方面可以說是多采多姿，木頭、金屬、碳纖維。而歐陸系則是以塑料為主.....可以敲敲K701和HD650側邊那圈，那不是單純的塑料，聲音鈍鈍的，應該是特殊的強化塑料材質

一直到HD800，也還是使用玻璃纖維和尼龍複合而成的特殊塑料，單位成本並不比金屬或木頭便宜

beyer DT770/880/990的設計比較極端.....等下再談


講半天好像沒有講到第三個要素？對，這才是重頭戲

能量傳遞特性，也就是高低頻能量在各種材料中散失的速度並不一致
這就是最直接的"音染"來源 (就我所知)

借用一下wilson audio的說明，可以不理他家老王賣瓜，看圖就好

http://wilsonaudio.com/company_html/ae_cabinets.html

像是實木中低頻段的能量散失比較慢，造成了一定程度的"木頭味"
金屬在特定高頻段的能量散失情況有peak，也形成了獨特的音染

當初HD800剛發表的時候，有人問了森海工程師: 為什麼不使用金屬材料
森海工程師意味深長的回答了一句"因為沒有比較好聽"

回到塑料材質上，至少這東西沒有我們想像的差，前面說到DT770/880/990
設計極端........原因在於beyer一定程度放棄了剛性與阻尼特性，追求理想
的能量散失特性和速度，這方面直接與中頻的清晰度相關連

好像忘了誰？ 沒錯，Grado是這方面的老手，金屬/實木複合材質耳機殼的設計，恐怕也是為了追求理想的制振/ 阻尼/ 能量傳遞特性 而衍生出來的

前兩項還能用計算的，第三個如果沒有精密的儀器，恐怕只能靠不斷地試誤，或者說"調音"

所以RS1和一些日系耳機號稱測試了數百種實木材料才完成設計
我是完全有理由相信的

講半天housing, 好像還沒講到grill？

grill對開放式耳機的影響比較大，很妙的是不分地域或設計走向
大家不約而同的使用金屬材質的grill，不管是T1/K701/HD650/800，RS1/PSK，AD1000/AD2000

如果是喇叭的話，金屬透氣網會略為衰減極高頻，讓高頻比較華麗
但是是否能套用在耳機上我就不清楚了

開放式還是封閉式？

這部份的選擇或許只是偶然的問題，封閉式能取得較好的低頻響應
如果內部吸音材料使用得當，音染也可能比開放式來得小

隔音也比開放式好上不少，特別是環境噪音問題遠比我們想像的嚴重

封閉的結構也一定程度維持了單體工作環境的穩定

開放式能借用內外密度不同的空氣一定程度抑制振膜的失真，也有著較自然的空間感，雖然工作環境相對不穩定.....

(Headwize有作過一個有趣的實驗，HD600靠牆角聽和不靠牆角聽會微妙的
影響失真分佈的情況)


這兩種互有高下，不過很肯定的一點是開放式耳機的設計難度要比封閉式高一些(動圈而言，靜電耳機的話反而是封閉式的設計難度較高)

最後，如果說每個廠商都有自己最堅持追求的目標，那麼下面就是我對這些目標的推測與猜想

SENN

盡量壓制振膜在前後運動過程中產生的各種失真，即使犧牲振膜面積也在所不惜，所以SENN的THD一直維持在業界龍頭水準，而從這點也可以想見HD800的可怕之處了：振膜比同等級耳機還要大，失真卻低得多......

AKG

追求完美的活塞運動，盡量維持一定頻率響應內的平均音壓:也因此音壓隨著頻率響應提高而降低的現象減輕很多，這直接導致了穩固的音像與明確的定位

Beyerdynamic

速度與精確，為了這兩點寧願犧牲一切，沒有其他的，傾向壓低單體的運動質量，強化阻尼處理以取得同等級耳機中最優異的瞬態/脈衝響應特性......

一些關於耳機設計的探討

剛剛在beyer官網找到一些有趣的資料

原文是一份完整的，關於耳機的FAQ


順手節譯一些有趣的部份


1.開放式或封閉式？

我們發現開放式耳機相對於封閉式耳機的一個優勢：在振膜和耳機腔體之間的空氣抑制了
振膜的振動，這種氣壓調整的過程雖然會受到耳機外殼材質的不同而影響了
聲音的傳真度，但是增加了振膜的阻尼同時也降低了振膜產生不受控制的振動的機率


*OK,這一定程度解釋了DT770/880/990那圈紙質帳版的實際作用


2.阻抗

高阻抗耳機的振膜、音圈總和質量通常輕於低阻抗耳機，而因為質量較輕，所以能夠運動的更快更容易，會有這種差異的原因主要在於音圈

一方面細銅線的阻抗相較於粗銅線來的高 （因為較少的電流通過量)

另一方面單體的驅動力則視音圈繞的圈數而定，低阻抗的耳機勢必需要用線徑比較粗(重)
的音圈，繞的圈數也比較少， 動圈耳機因為其動作原理，對振膜強度有一定程度的要求，
所以也不可能像靜電耳機那樣無止境的輕量化，

總之，這就是低阻耳機的運動質量(音圈+振膜) 往往高於高阻耳機的理由

*這個也說明了不同阻抗版本DT770/880/990的差別


3.空間定位

空間定位可以說是耳機普遍上會遇到的最大問題，各家廠商在這點上都各出奇招
有的效果好，有的效果差，擴散場均衡等化可以一定程度克制頭中效應，但是無法
完全解決問題，因為制定標準的假人頭參數是一群人的資料下去平均的，並沒辦法確切
反應每個人在HRTF上的差異，用CrossFeed或HEADZONE之類的DSP來處理也是一個不錯的
發展方向，可以最大程度的減輕頭中感


*從工程師來看用DSP大概是最有效率的解決方式，可惜這東西並不合大多數發燒友的胃口

簡單的系統調整心得

俗話說：工欲善其事，必先利其器


在此分享些基本的系統調整訣竅.....很基本，但是也還蠻重要的


A.好好決定 訊源 > 耳擴 > 耳機的相對位置

考量的要點有幾個


1.穩固的支撐面: 基本中的基本，也不一定要使用很高檔的器材或音響架

穩固的木質桌面或地板都可以，電腦機殼上或是軟質的桌面我個人覺得並不是

很理想的環境.....如果有以上情形，建議換個位置擺


2.線材的整理：盡量不要壓迫到線材，不要過度彎曲，而是讓其自然的延伸或垂掛

，訊號線和電源線盡量遠離.....如果萬不得以有重疊的情形，至少也要整理成垂直交錯的狀態

很多人可能會嫌耳機線太長，而把它綁成一綑，我個人不太建議這樣作，如果真的嫌

太長太累贅，找個支撐點"架線"也是個不錯的點子，如果真的要綁成一綑....建議

有空的話還是讓線材鬆開舒展一下



3.注意器材四周是否留有一定程度的散熱空間.....有些人可能會認為器材"越熱越好聽"

然而器材溫度高到一個不正常的程度時，聲音是會衰掉的，像器材上疊器材這樣的
擺設盡量避免.......



B.電源

1.先用驗電筆或電錶找出器材的電源相位與插座的電源相位，網路上找得到許多詳

細的教學，我就不再多轉述了，不過也不一定要堅持電源相位一定要"正確"
有時候反相反而會比正相好聽，請以自己的聽感為準


2.如果可以，盡量遠離電腦之類的干擾源，如果電源插座能個別獨立是最好的

(意即電腦的壁插歸電腦的壁插，音響器材的壁插歸音響器材的壁插)，如果條件有
限制的話.....那至少得拉開電腦主機電源線，銀幕訊號線，網路線和音響器材電源線，
訊號線之間的距離

3.就算不換音響級的壁插，更換老舊的壁插為新的壁插亦有一定程度的正向效果

4.除非電源真的太髒太不穩定，不然還是以直接從壁插取電為優先



C.器材的保養與整理


1.也不一定要用什麼神油或金子水，電子接點清潔劑之類的就很夠了

總之好好的重新清潔一遍各種音響器材的端子 (當然電源要先拔掉)

要留意使用的清潔劑是否有腐蝕性.....像WD40之類的最好別多用
2.耳機用了一段時間可能會鬆鬆的垮垮的

如果耳機上面有螺絲銜接的"關節"，建議先重新轉鬆

後再小心的鎖緊(不用特意轉開就是)，也不一定要完全鎖死，以自己的舒適度為最

大的前提，像AKG的耳機可以稍微調整一下頭帶的鬆緊度


3.注意潮濕、高熱和灰塵，這是電子零組件的三大敵人

然而過猶不及，有時候太乾燥的環境對耳機也不好，如果有電子式防潮箱是最好不過了

如果沒有的話，收集幾包乾燥劑，看天氣情況適度調整放在耳機包或耳機箱的量也不錯


D.軟硬體的調整與評估


1.器材熱機半小時到一小時之後再評估，與其使用倉促，短暫，隔幾分鐘就切換對比的方式，不如在確保熱機充分的情況下，聆聽30～40分之後，休息一下再切換會比較好

2.你的耳機戴好了嗎？ 雖然大部份耳機都有頭帶調整的設計，但是並不表示匆匆

往頭上一塞就會有最舒適的配戴感和最好的聽感，一般耳機要調整的大概就是頭帶的長度

有些耳機會有前後彎曲的關節，可以試試同時往前開或往後開，也不一定要完全和臉貼合


3.如果使用電腦訊源，在音量調整方面以"類比衰減"為優先，除非音效卡真的不錯

不然盡量不要去動軟體音量調整，一般情況是開到-0dB，但是有些專業卡音量的最大值

是在-0dB之上的，如果開大反而會破音連連，也有些內建耳機輸出的卡如ASUS STX

增益可調，輸出電平非常的大，一調整不好可能會暴棚暴耳機....要小心


4.ABX或盲測之類的效果其實並沒有想像的好，主要的原因是人類的聽覺心理

兩組的聲音差異小到一定程度的話，只會越聽越像，會把前一組的聲音印象帶到後一組去

，也因此如果做出來成績很差還是分不出來的話也別灰心，真的不服氣的話不妨試試

"見樹不見林"的聽法，指專注於音樂檔的某個層面或某項樂器，會比較不容易混淆

5.最貴的器材並不一定就是最適合你系統的器材，整體搭配重於一切

的狀態