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发表于 2019-8-22
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什么样的耳机振膜声音更好？为你揭秘耳机振膜的真相8 I8 u. @" N$ c( r, S2 T
- j, J0 J4 T( l. `你是否在选购耳机的时候，看到耳机宣传详情当中的“碳纳米管振膜”“钻石振膜”的介绍，有一种显得很高端的感觉？的确，在动圈耳机仍然大行其道的今天，做为耳机单元的核心组件——振膜，是一个不得不去关注的东西。那么振膜究竟有什么神器之处？它是如何将每秒的音乐送到你的耳朵当中的，我们不妨通过这篇科普和你聊一聊。
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在很多厂商对耳机进行宣传的时候，都会对耳机的振膜进行一番描述，甚至有一些产品，会将自己的振膜做为核心卖点来进行推广。那么振膜的好坏、不同类型的耳机振膜，对声音都有哪些影响？我们在选择耳机的时候，需不需要对这款耳机所搭载的振膜额外关注和留意？这是本期《趣听私塾》将为你解答的。
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一枚使用镀钛振膜的耳机单元5 J0 _. o' J6 Z5 T. J0 g6 u
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振膜：动圈耳机核心的发声部件
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在我们初中的物理课本当中，有讲过扬声器的发生工作原理，只不过在教科书当中是以音箱的扬声器为例子介绍的，那么动圈式耳机单元的工作原理，又有哪些不同呢？其实本质上讲，动圈式耳机单元和音箱的发声单元在原理上是几乎一致的，只是结构方面略有区别。+ a/ L0 f0 `# r/ V3 g' U$ c
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它们都需要通过输入带有电平的模拟信号，通过磁铁带动线圈振动，而最终发出声音的，就是和线圈绑定在一体的振膜。为什么叫“振膜”呢？其实按照专业的说法来讲，应该叫做“振动板”，因为这个“板子”它非常的轻薄，因此直观地来讲，我们将其称之为振膜。
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9 J, t0 [& }. ~7 R0 y" r0 ^一个动圈式扬声器的结构图
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; N& l1 I# x4 B所以最终发出声音的，正是单元最上端的振膜本身，因此不同材质、不同尺寸、形状的振膜在声音表现上都会或多或少有些区别。抛开耳机的腔体结构、佩戴结构等方面，就说单元本身的话，振膜对于一款耳机单元的声音表现有着决定性的作用，其次才是线圈、磁石等。: w) w: @5 |" n. X/ \& a% [
' l# L: a* z* V, A0 g可以说一款振膜的好与坏，决定了耳机单元本身的好坏，从而也会很大程度上地影响一条耳机最终的声音表现。但是从哪些方面才能体现出一款耳机的振膜好与坏呢？一般来说，振膜材质、表面设计、腔体配对等方面都会决定着振膜的好坏。
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索尼ZX700头戴式耳机的振膜
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+ } c9 W1 A9 Q d( S什么样的耳机振膜才是好振膜？8 q% i& G- `! l) g* v x5 W
y- ~: {9 Y( O) m5 y先不说看着让人眼花缭乱的振膜材料，先放出一个设想：什么样的耳机振膜才是好振膜？我们知道，振膜本身可以理解为将电平信号转换为声音的媒介和纽带，那么振膜设计的好与坏，就直接影响到最后耳机本身声音品质输出的音质特性。当然，如何衡量一款耳机振膜的好与坏，首先要看振膜本身是否符合动圈式耳机扬声器的性能指标，因此我们目前可以看到的耳机振膜，都是按照动圈式耳机扬声器本身的特性所针对设计的。
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8 Y7 h* G6 p- X& j; w因此根据扬声器主要的一些电声性能指标（失真、阻抗、频响等）来看，一款优秀的、理想的耳机振膜，应该具备：质量密度要相对较小，从而让振膜本身更加轻量化；材料力学杨氏模量相对较大，从而能让振膜本身具备着较好的刚性，此外还需要合适的内部阻尼因子，可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波，带来失真。; N9 E' v: f7 l }3 T
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9 B7 q9 Y4 s) j; t9 F+ b; L将振膜从耳机单元上单独取下1 u8 n& S" n5 i+ _' ^8 \
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因此我们会发现，这似乎是一个异常矛盾的问题，如果说要轻量、更轻薄，那么振膜本身的刚性就不会有特别大；如果说要刚性大，那么和轻量化好像就没什么关系。所以对于耳机振膜来说，要尽可能的兼顾这两种要求，就需要从两个思路上首先入手：一是振膜本身的力学设计，二是振膜的材料特性
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& b9 i! u+ C6 a0 e, e& }1 u: h所以你可以看到大部分的耳机单元振膜都会在周边设计一圈“加强筋”，从而增加膜片的刚性，但是不同设计的加强筋、球顶等部分，都会带来声音不太一样的表现，因此单独开发出一款性能优异的耳机单元需要通过大量的测试、数学模型论证、装配配对等环节，这也就无形中增加了耳机的成本。. w j: t2 A' k) Q+ U% w
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2 s, z+ k$ a* l4 t) ^( `也有部分不带加强筋的耳机振膜
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材料：动圈式耳机振膜性能提升的一丝曙光 K2 a. X* h d( P( z a
0 Z ?5 F$ T3 [% z8 ~1 I我们之前的文章已经说过，目前动圈式扬声器的发展技术已经走入了一个瓶颈期，所以在理论模型完善、结构优化将近极致的时候，能再进一步提升动圈式扬声器性能的思路，或许就是对振膜材料进行入手，所以不同的材料也有着不同的性能、风格，这也就带来了耳机厂商们宣传的各种各样的振膜。
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从振膜材料方面来看，耳机振膜共分为：纸浆类、高分子类、复合类、金属类，而采用纸浆类振膜的耳机本身不算太多，苹果早期版本的Earpods就采用了羊毛纸盆+塑料复合振膜，一般来说纸浆类振膜本身成本较低，低频效果优秀，但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机振膜来说，最常见的仍然是以高分子材料为主的PET振膜。
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Earpods采用的正是复合类振膜# S# D+ J& b3 L$ y- l, B
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随着材料学的发展和生产工艺的进步，目前中高端耳机产品的振膜往往都会采用复合类振膜，也就是所谓的“生物复合振膜”、“钛金属振膜”以及“碳纳米管振膜”，这种振膜都会使用1-2种材质共同设计打造，比如振膜边缘负责低频的部分就会使用PET材质，而金属膜片对高频的瞬态、细节表现更好，则出现在振膜中央球顶的位置。2 k. @6 v3 N9 X
6 M: C( Y; c$ c- L7 b% T7 g# m! F当然还有一部分非常舍得“堆料”的产品，会使用一些稀有金属来制作耳机的振膜，这种振膜我们就称其为“金属振膜”，比如法国著名的HiFi音响品牌Focal（劲浪）旗下售价2万多元的耳机Utopia，就采用了含有剧毒、危险性较高的Be铍金属振膜，当然在合理的生产设计和结构保护后，是不会有风险的。铍这种材质就很好地诠释了质量小、刚性强的特点，非常符合耳机振膜生产，但是无奈成本非常高昂。
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Focal的旗舰头戴式耳机，采用纯铍金属振膜
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, y7 {# f& t: ]' M- M" @3 C虽然只有高端耳机才能用得起铍金属振膜，但是中低端耳机仍然可以选择性能更好的振膜，比如镀钛振膜就在很多耳机上出现过。而近些年随着碳纳米管技术的进步，镀有碳纳米管的耳机振膜也开始逐渐出现。此外能和铍金属振膜相提并论的，也就是一小部分使用DLC（Diamond-Like Carbon）振膜的耳机出现，这种材质的振膜密度与金属铍相当，而杨氏系数为铍的1.4倍，声导速则是铍的1.5倍，数据上并不输于铍金属振膜单元。
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当然对于大部分低端动圈耳机来说，仍然是采用最普遍的PET（聚对苯二甲酸乙二酯），并且也是很多复合振膜的基材，它的声学性能表现各方面都不算差，并且还有着极低的成本和较为饱和的原料供应，因此受到了很多耳机厂商的喜爱。
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9 I4 S# Z2 {$ H6 ~$ y! M2 |- P& z采用PET振膜的耳机单元1 ?) B2 S( g3 i- g$ G, T& W h0 M
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振膜虽好，但不能“以膜论声”( r% I7 F; P( w, z
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这是很多厂商、商家都存在的宣传误区，总是在给消费者传达一种“振膜好，所以声音好”的感觉，宣称使用了XX振膜就可以带来比XX耳机更好的声音表现，但事实果真如此吗？其实并不见得，因为振膜虽然是耳机单元本身的核心组件，但耳机本身并不是只靠单元就可以发出好的声音的，因为耳机是一个环环相扣，相互搭配的整体。
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我们在之前的文章中有给大家科普过关于耳机腔体对声音的影响，但也说并不是腔体就能决定耳机的声音。耳机单元振膜也亦如此，很多厂商在宣传自己的耳机产品振膜的时候，总会有意无意地向消费者传达比如“镀钛振膜就有非常好的高频表现和声音解析力”，而不明真相的小白用户很容易相信，其实这是一种心理暗示罢了。, b r2 G8 B9 N- B2 c4 l& f4 S
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