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[技术] 什么样的耳机和音源,需要耳放

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音频应用新手发布

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发表于 2005-11-28 22:49:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
这个问题,其实不是几句话能说清的,涉及因素很多,也有客观的,也有主观的。这里以我粗浅的理解,和大家交流一下:
' }" R& f. s! y8 Y8 H7 _常有很多人询问,什么耳机需要耳放?我的耳机加耳放有提高吗?
  \/ e) b: U7 j5 y& |6 f7 M其实这是个误区,是否需要耳放,并不是完全取决于是什么耳机,而更多是取决于音源、取决于音源是否能充分驱动耳机,并满足听感需求。: v- \# p* N7 j4 R5 m1 M
有些系统是没有必要加耳放的,而有些系统加不加耳放,将会有质的不同。
9 [) M5 e8 {5 |* R4 Z. Z需要耳放的听音系统,首先要有一定的基本素质,在功率偏小或阻抗不匹配等方面不足时,可以加耳放进行弥补。5 h( M7 b5 R' W3 _# P
其实,从我十多年电路开发经验看,有2个指标就可以大致决定,是否需要耳放(仅用耳放改变音色的除外):
7 a% j) m, W: `  |* M功率储备是否充足和输出阻抗(可用阻尼系数衡量)是否满足。5 m% W# V) v0 n7 C
满足这两个条件,基本可不用耳放,用了也不会有很明显的提升。而耳放对音源噪声或频响指标,改善相对不大(也可衰减降噪)。
- D4 S0 p( I4 r0 E5 v" I* W( J关于功率储备是否充足,有多种方法判断,也可参照我前面整理的耳机驱动特性表,和音源功率,可大致判断,这里就不说了。
- g3 ?8 `0 A' {- z% x音源或耳放的阻尼系数(或输出阻抗)如何判断,这里介绍2种业余环境下的简单办法:
- J! |  L8 p& ^1 R2 l1,如果有万用表和对录线,可以让音源输出中等音量的、某频率连续正弦波(比如100Hz或1k HZ,多数数字万用表可准确测400Hz以下交流电压),用万用表交流电压档,测量音频输出口(耳机或line out输出),空载和加32欧负载时,输出交流电压变化的百分数,就可算出放大器输出阻抗和阻尼系数,变化小于10%,则说明阻尼系数大于9。变化50%(降低到1/2),阻尼系数则为1。/ `# j" m5 E1 L
阻尼系数Fd=带负载电压/(空载电压-带负载电压)
; O2 g1 B$ L1 D* G输出阻抗=耳机阻抗*(空载电压-带负载电压)/带负载电压
" Z9 n! J" u; |6 N! W" J2,如果没有万用表,用2个耳机和1个情侣插头也可大致估计阻尼系数:8 |% `( z$ z. p  t4 C
播放1首音量相对稳定的音乐(或者用正弦波信号),用1个耳机监听输出,另一个耳机用情侣插头并联,插入和拔出第2个耳机的插头,如果音量变化难以察觉,说明输出阻抗低,阻尼系数较大,估计在10以上;音量变化一半的(1/2),阻尼为1左右。
: k% P) ]5 B6 F- M7 [: i, a3 x阻尼系数要多大?
/ ?# D; f2 O0 y5 N/ c% ?一般放大器要求,阻尼系数需大于10,现代的晶体管功放的输出内阻可达0.5----0.1欧之间,阻尼系数高达几十至几百,某些进口功放更高,但FD过高也不好,它会使瞬态响应变坏。5 s9 v2 j: l* ~% R. Z% p5 K4 V  {
电子管功放或耳放,因其柔性失真,阻尼系数要求可适当放宽。7 d: R5 r- A9 E. C: s: H' |
国外不少晶体管耳放采用数十安电流的驱动管,或者采用多路并联,其目的就是为了降低阻抗,提高阻尼系数,降低失真。6 k* C. ?4 R7 _  \: X8 K
同一个放大器,接不同耳机,阻尼系数是不同的,接高阻耳机阻尼系数会高,因此,很多胆耳放不推荐推低阻耳机,虽然功率是足够的。  ?4 S; [1 Z  o1 C$ ]
CD\MD\MP3等随身设备,输出阻抗一般几欧到十几欧,也有较低的。输出阻抗大的随身设备,音质损失相对会大些。这时,加耳放就会有明显听感提高。
. {* A  e6 o4 O" m对于声卡,耳机输出端口阻抗较小,而line out输出阻抗往往较大。
. U% v  N/ c2 H不同的人,敏感度不同,要求也不同。对于耳机系统,要求相对稍高的,当阻尼系数在10以上,一般就可不用加耳放,要求不高的,阻尼系数3以上,也可以不加耳放了,当然,这是在其他指标都达到的情况下。
' r7 X5 Y# F$ t( d阻尼系数(负载阻抗/输出阻抗)的概念
' Z: c" r4 n4 W9 `& N功放、耳放的阻尼系数指标,是和功率(最大不失真)、信噪比、频响指标并列的,衡量放大、扬声系统素质最重要的指标之一。但很多时候,容易被人忽略。
1 j. C' g' A8 y0 U5 E1 ~) ~音频功率放大与扬声器、耳机配接时,常涉及到一个阻尼系数的问题。所谓的阻尼系数,是表征功放输出的内阻,对扬声器起到的阻尼作用大少的指标。
3 }( H2 ~3 s1 R我们知道,扬声器(包括耳机)被激励振动后,即使激励信号停止了,扬声器的振动不会立刻停止,而是逐渐衰减振动直至停止,这会对后面的声音激励信号带来干扰。同时在这个过程中,由于音圈切割磁力线,使扬声器本身成为一个电源,与功放的内阻形成回路而产生电流,这个电流在磁场的作用下,产生相反的力,使衰减振动的过程变小(即产生阻尼),显然功放的内阻越小,扬声器衰减过程就越短,失真越小。4 Z4 B7 n1 c# s# C1 S
另外,阻尼系数的重要作用还在于,扬声器及耳机,并不是一个纯电阻,其对不同频率的阻抗是不同的,有些起伏还很大,如果阻尼系数较低,就会因为放大器高输出阻抗,导致加载到扬声器或耳机上的信号,随频率也有较大起伏,造成频响失真,这就是有些放大器空载频响很好,带音箱或耳机负载后,频响会明显劣化的原因。
% i% Y1 Q) _% f3 J对于耳机系统,后一个作用会更明显。8 W2 a, d* E7 |. Y7 t
高的阻尼系数,能抑制扬声系统的失真,尤其是阻抗随频率起伏较大或音圈行程相对较大的扬声系统。6 Q3 A' q9 A& O" U
阻尼系数一般用Fd来表示 FD=Rs/Ro,Rs是扬声器的内阻,Ro是功放的输出阻抗。
% D5 V' R" X  P( ?( X# iFd越大,失真就越小。  C& s8 o# f1 [. u/ T4 U* ^5 f
当然,影响整个听音系统的因素还有很多,这里只是抛砖引玉。- |4 d3 Z: W% T+ b
一家之言,仅供参考。
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