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什麼是動圈耳機?談談技術優缺和一些誤解

你知道自己在聽的耳機採用什麼原理發聲嗎?大家也許在網上看到不少關於「動圈」、「動鐵」的討論,縱然他們各有優缺,亦有一些支持者,但大家又深入了解這種音響技術背後的原理嗎?這次 TechApple 想跟大家談談「動圈」耳機。

動圈原理:磁力、振膜與聲音

要談動圈的發聲原理,首先要知道什麼是聲音。

簡單來說,聲波是空氣振動透過某些介質(例如空氣、水)而被我們感知,而的我們從耳機聽到的音樂,是利用某些方法把空氣振動的頻率再現,而動圈就利用磁鐵線圈與振膜達到這個效果。我們的音源(播放機輸出)輸出電流控制線圈的活動,從而使振膜「活動」,具體來說這是不斷伸展與收縮。

會影響動圈耳機的因素除了磁鐵線圈的精細程度,振膜的材質、形狀對單元的聲音至為重要,同時振膜因為具備彈性,在長期使用下彈性將會稍為不同,故此有「煲機」(把新買回來的耳機先播幾十小時,微妙的令振膜「變舊」)這個做法。

它的設計如下圖:

動圈原理:磁力、振膜與聲音

大家是否覺得跟家中的喇叭相當接近呢?沒錯,動圈採用的發聲原理和喇叭是同出一轍:利用線圈驅動振膜重現聲音。這種技術可以追溯早至 1861 年, Johann Philipp Reis 把喇叭裝上電話,然後經過超過 150 的發展,發聲原理和技術都已經相當成熟,亦很久沒有出現大變化,而改進主要是開發更高密度的永磁鐵,以及尋找更理想的振膜材質及設計。

常見誤解:動圈 IEM =平價耳機

如果留意耳機市場,會發現入門級的耳機多數使用動圈設計,所以常有一個誤解認為動圈 IEM 就是平價品。正如上文所述,動圈的技術已經發展得相當成熟,相對之下造價亦比較相宜,故此一些百元價位的耳機都採用這個設計,但在動鐵技術不斷發展之下,成本亦相對下降,現在已經不難找到 $200 左右的動圈單元耳機了。

事實上 Sennheniser 一直推出高檔次的動圈耳機,其中以發燒級的 ie800 為他們的招牌 IEM ,過去亦推出 ie8 、ie80 等高階產品;在推出圈鐵耳機系列之前, Sony 的 MDR-EX1000 也是大單元動圈耳機的一個經典,Radius 、JVC 亦推出不少獨特的動圈耳機,雖然它們在價位方面的確難以與動鐵耳機/圈鐵混合耳機比肩,但在音樂表現上並不代表它們不如更貴的耳機。

下一頁我們再談談動圈的優缺點,和一些常見的誤解。

常見誤解:單元手徑越大越好?

另一個常見的誤解就是:動圈的驅動單元直徑越大,耳機的性能就會越出色,這並不是一個完全正確的概念。

從第一部份我們提過,動圈是由線圈與振膜組成,而單元的大小影響著線圈、振膜的體積(較大的空間可以塞下較多東西,不難理解吧?)一個較大的線圈就會有較大的輸出,同時亦需要較大的能量去驅動;而較大的振膜可以推動的空氣量就越多,這會影響到低頻的下潛,但(在同樣能量下)大振膜的動態反應又會較慢,靈敏度變低,從而影響高頻的透明感,這又是大振膜的雙面刃。

但因為每款耳機的設計都略有不同,同樣是 50mm 各家廠商所採用的材質延伸性、磁鐵線圈設計亦略有不同,並不可以一概而論。

在同樣的單元口徑之下,亦可以有不同的振膜設計,這才是音色的關鍵。 圖片來源:維基百科

說到底,動圈有什麼優點、缺點?

談了那麼多,到底動圈耳機有什麼優點、缺點呢?相對於動鐵耳機,動圈耳機給人的印象是「具力量的」、「動態範圍大」、「低音下潛比較深、扎實」,而理論上動圈的壽命亦比較長;而它的缺點就是振動反應不及動鐵精準,亦會有某程度上的失真,但這並不是所有動圈的共通特性,只是理論上的一些差異。

對於廠方來說,它的優勢自然是較低的成本,生產上有較高的容錯率,但如果想打造一隻出色的動圈耳機,需在振膜、單元的設計方面仍需要花很多功夫。說到底線材、單元、耳膠、音源等等都會影響聽感,而每一個人的聽感都各有不同、各有喜好,談「好聲」還真是有點玄的。

影響耳機的因素太多,有時更好像玄學一樣,覺得電流或是其他電子儀器也會影響音色,實際上並非每人感受到。

近年發展:雙動圈、三動圈到混合式

既然動圈單元技術已經發展到相當成熟,是否代表沒有新創意呢?近年有人想到在 IEM (入耳式耳機)中加入兩個,甚至三個動圈單元,這是針對單動圈設計中,高頻與低頻的矛盾而考慮出來,既然一個單元有缺陷,用一個低音單元去輔助它不就是解決方案嗎? 當中的經典自然要提 JVC HA-FXZ200 ,它採用三動圈單元設計,+ Sub-Woofer 超低音單元,希望涵蓋高、中、低三頻表現,而它的黃銅底座是為了減少不需要的振動,那巨大的設計令人印象深刻。

另一款採用多動圈單元的是 Radius HP-TWF31/HP-TWF41 兩款,不同於 JVC 的設計,它的陶瓷 PIEZO 壓電振膜與中低頻振膜是同軸平行,設計稍為異於傳統動圈,也是市場上的一款獨特產品。

至於圈鐵混合,編輯部會想起定價 $129 的小米圈鐵耳機…非客制的圈鐵設計首見於 AKG K3003 ,它的設計是利用動鐵單元補償動圈的缺點,利用不同單元去輸出理想的聲音,這設計聽起來很理想,但需要考慮到各種單元的特性和調音,價錢差異亦可以相當大……

TechApple 編輯部:被小看的動圈 未必不如多單元

一直以來,動圈單元都被看輕了,原因是往往最便宜的耳機都利用這種發聲原理。記得在幾年前 TechApple 年輕編輯認識隨身音響的時侯,不少人推荐一些「平價動鐵」、「平價雙動鐵」產品,發展至近年已經有平價圈鐵的產品出現,單動圈產品相對之下叫座力會比較弱。

但當深入認識到動圈與動鐵的特性之後,發現各有各的特性,並不可以把單元技術與音色扯上必然關系(同時動圈也有高分析、低分析度,我們亦體驗過表現相當槽糕的圈鐵耳機…)。同時音響的品評是相當「個人化」的,有時音色好壞的影響與參數,亦玄妙得難以歸納出來,我們在這篇文章亦不打算深入討論。

既然動圈是採用類似喇叭的振膜原理,那麼動鐵又有什麼差異呢?設計不同為它帶來什麼優缺點?我們將會會在下一篇文章再探討。

引用來源:innerfidelity維基百科

*本文開版圖由AI生成

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