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关于有人提问耳机是如何调音的?
  • 霸道
    2016-05-16 18:25:49
  • 查看:6789 回复:5

小编从来网上搜集了一些关于耳机是如何调音的资料给大家看看

利益相关:电声工程师一枚,主要是做发音器。耳机整机做得少。

此回答主要说的是动圈耳机/耳塞,动铁/静电耳机不熟,但是有一点动铁耳机常识可以普及一下,动铁耳机对腔体的要求较低,差不多就是有个壳子装起来就差不多的程度。
1.jpg
上个百度搜的图。这是一个典型的三单元定制动铁耳机的细节图,一个动铁单元对应一个出音管,就三根管子,除了管子长度粗细之外也没什么好调的。剩下的就只有分频器能搞点花样了。

耳机是如何调音的?
分为发音器调音和整机调音两大块,一般来说是两个不同工程师/团队分别负责。

发音器部分
这个部分较少涉及听感之类玄学的东西,一般都给出了具体的条件如:频响曲线、失真曲线。一般数据说了算数。这个数据要求也是有讲究的。

  • 山寨厂:“徐老板,给我2K XX的喇叭,能响就行。贵了我跟你没完!” 。

  • 正规厂:“徐经理,请帮忙提供规格XXXX的发音器,预计数量200K,请查收附件FR,THD规格,另附ORT要求。”

  • 国际化大公司:“ 我司需要以下规格发音器,请于XX日内寄送样品至XXX地址确认,请参考附件 FR,THD,R&B, TS parameter,ORT,环保,外观要求。”


工程师主要通过(重要性从高到低排列):

  1. 发音器整体结构:透气孔怎么开?前盖做什么形状?支架结构如何? 修改空间一般不大,且费用高,但是还是排在第一吧。

  2. 改进膜片:膜片材料?形状?厚度?镀层?复合?花纹? 越小的发音器此项越重要。

  3. 调音布(网布/调音纸):使用单种/多种?是否有孔要全开?能否接受某孔全开产生的失真?这个在头戴式耳机的单元调音中特别有效,除了高频(>5K)部分,其他一般是想要什么样子整什么样。性价比极高,大部分中低档的耳机都是现有单元换换调音纸就搞定了。

  4. 磁路:磁石形状?等级?回路形状?此项是投入大收获小的典型,毕竟不是每个厂商都能像拜亚动力一样整个特斯拉噱头吹得风生水起。

    2.jpg
    拜亚动力特斯拉磁路的官方宣传图。短音圈长磁间隙的结构实际上是音响喇叭烂大街的磁路结构。当然好处也有:音圈行程之内有稳定且强力的磁通密度。理论上来说可以减少偶次失真。至于坏处:过低的Qes需要更多的阻尼材料来保证后延特性,所以会牺牲一些高频....

  5. 音圈:阻抗?卷径?线材?有追求的同学可以在这里整99.9999%无氧铜/纯银线提高逼格。但是要注意此项的重要性排位。


整机调音部分
玄学高能预警!!!!!!!!!!!!!!!
非战斗人员尽速退散!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

这个没法排重要性,耳机调音比较特殊,后文会讲一点。
当然这也产生了大把的御用/民间金耳朵,他们可以用“13KHz的位置有一个1dB的peak会让他听起来不舒服”来碾压你。


至于调音方法主要有以下几点:

  1. 腔体结构:出音管多长多大?前腔多大?后腔多大?怎么泄气?前后腔是否连通?用什么形式?这一点可以搞的实在是太多,以后有空慢慢说。

  2. 发音器位置:靠前?靠后?倾斜?

  3. 调音布(网布/调音纸):如果前腔(小耳机),后腔开泄气的话一般是要加调音纸消除风声的。还有就是前后腔连通部分的阻尼调整。

  4. 填充物:主要是大耳机后腔。

  5. 海绵/入耳式的硅胶套:形状?材质?很大程度上决定佩戴舒适感,在我眼中带着舒服是决定耳机品质的第一要素,怕喷所以不排名。逼格很高但忍受不了超过一小时的典型:B&W P3 P5。

  6. 外壳材料:二逼青年多使用塑料,一般青年多用金属,文艺青年可以用木材/动物皮毛/节操。

以上只要你deadline/经费/节操允许,你可以调个三五年,然后号称XX年开发精益求精,XX人团队专注音质,balabala.......一下省略一万字。实际上没人知道究竟搞了什么。

上一个B&W P5的图:
3.jpg
鹿皮后盖逼格甚高。测出来频响曲线很奇怪。

4.jpg
测试环境:Soundcheck+IEC318人工耳+G.R.A.S Type43AG仿真耳

看起来不是那么美妙,中频500Hz掉了10dB,高频10KHz更是有个20dB的大dip。实际上听起来效果还不错,去网上搜一下评你会发现评论一片大好。


问题来了,理论上不应该是一条直线的频率响应才和谐么?至少也要接近GOLDEN EARS 推荐的高保真曲线吧?如下图绿色这条。

5.jpg
频响不能说明问题?还能不能愉快的装逼了?


6.jpg
Still the most common application of headphones is to feed them with stereo signals
originally intended for loudspeakers. This raises the question of the ideal frequency
response. For other devices in the transmission chain (Fig. 14.1), such as microphones,amplifiers and loudspeakers, a flat response is usually the design objective, with easily definable departures from this response in special cases. A loudspeaker is required to produce a flat SPL response at a distance of typically 1 m. The free-field SPL at his point reproduces the SPL at the microphone location in the sound field of, say,a concert being recorded. Listening to the recording in front of a LS, the head of the listener distorts the SPL linearly by diffraction. His ear signals no longer show a flat response. However, this need not concern the loudspeaker manufacturer, since this would also have happened if the listener had been present at the live performance. On the other hand, the headphone manufacturer is directly concerned with producing these ear signals. The requirements laid down in the standards have led to the free field calibrated headphone, whose frequency response replicates the ear signals for a loudspeaker in front, as well as the diffuse field calibration, in which the aim is to replicate the SPL in the ear of a listener for sound impinging from all directions. It is assumed that many loudspeakers have incoherent sources each with a flat voltage response.
这里大意就是说,因为人听到声音都有头部&人耳的衍射&反射的过程,在家里听音响的时候,这个过程是依然存在的。工程师只要保证音响重放的频响是一条直线即可。而压力场工作的耳机,却是发音器直接对着耳道,这里就缺少这个转换过程。所以耳机的曲线就显得不是那么有参考性,因为即使是平直的响应也意味着失真
这就是耳机玄学的根源之一。 
为什么只是之一?
音响没有这个问题,玄学性也没有因此而减少半分。唯一不同的是那边数据可以说明更多问题。

解决的办法也是有的:
1. 录音的时候使用仿真人工头,也就是把麦克分放到塑胶的人体仿真模型里面,得到的信号就是转换过的。究竟有没有人这么整,我就不得而知了。
2.头相关传输函数( Head Related Transfer Function,HRTF) 这个国内国外都有人在搞,给个不要脸的百度的链接基于中国人工头模的HRTF数据库设计与实现

好的耳机和差的耳机声音差别非常大,那么是什么因素导致了不同耳机声音不同?重要性从高到低排列:

  1. 逼格。这里也不完全是贬义词,高端品牌在调音上的投入确实不是山寨厂可以比拟的。

  2. 聆听习惯。为什么很多人说2B的耳机声音好?

  3. 品质管控。即使是同一个代工厂做出来的不同品牌的产品,因为客户的品质管控不一样,差别也是很大的。是个人都是想着怎么省事怎么来,公司也一样。

  4. 失真。

  5. 频响曲线。


耳机调音师的设计空间在哪里?
请参考第一部分。

既然影响因素那么多,又是如何实现量产的?
不能量产的设计叫做失败的设计。可以参考一下几点:

  1. 标准不行改标准。是否放宽要看供应商是否已到极限,是否缩紧就看项目总监的心情。

  2. 材料不行改材料。

  3. 结构不行改结构。

  4. 供应商不行换供应商。


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