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[耳机] 耳机功率问题

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音频应用新手发布

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发表于 2005-4-24 23:02:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
耳机功率问题  
7 d1 V. z) A" y8 ?: Q8 W/ E( e7 f) b" M- S* n8 R5 c1 d5 \
一个简单的事实是,除了少数为推AKG K1000而特别设计的耳机放大器之外,绝大多数耳机放大器的最大输出功率在几百毫瓦到一千多毫瓦. 即使最高档的一些名机也是如此. 比如RudiStor RP010B的最大输出功率为1500毫瓦,Single Power Maestro ZR的最大输出功率是500毫瓦.
* N8 v' V1 H9 \2 J
; |  b  a! J) c$ k: ?8 A$ j这是为什么?
3 w4 ^' j0 P$ W4 ?& `$ u  H% X7 j
( e& _3 ?2 _1 @3 L% `先请大家看一张表. 这个表列出了一些AKG耳机的阻抗,灵敏度,最大持续功率,和可发出的最大响度. 这些数据是厂家提供的.4 s8 W! e- n, p* Y# k1 L* @$ w3 J+ ~

: s( C1 k% ?+ D4 E/ Z6 P' T9 d
4 b* d6 r4 i; |) K
ModelImpedance
1 l8 z4 ?2 q% ]( g(Ohms)
Sensitivity
0 i" p4 }, R) Y" @1 a; r: N* B(dB)
Max Power
6 @5 E* E; w2 r' b( ^: V7 g(mW)
Max SPL- P2 I6 v  B3 u; N
(dB)
AKGK141M6009880117
K240M, K240DF6008880107
K270S7592380118
K30110094285119
K401, K50112094290119/ [) e5 U) i. T

2 W6 g, r' A' @4 `; V8 R+ h3 I
5 {1 c- B0 G1 [! g# u, a
) j" r3 V# y1 w& j/ {

& \7 u$ [' C% c; B7 S举个例子,经典的K501,它阻抗为120欧姆,灵敏度为94分贝/毫瓦. 即它在承受1毫瓦功率时,能发出94分贝的响度(注意这已是很大的响度了). 它能承受的持续最大功率为290毫瓦,此时能发出的响度为其最大响度119分贝.
* F5 L7 m1 F, v9 v% I
$ k  A) A) y5 |; C2 _0 P确实,它在瞬时可以承受更大一些的瞬时功率,一般典型的是可以多一倍. 即,它能承受大约580毫瓦的瞬时功率,并爆发出122分贝的瞬间音压. 但这就是到顶了. 你要它发出高于122分贝的音压,接受大于580毫瓦左右的功率,是会出危险的. 烧音圈,或者你的耳朵被震聋掉.
& P% V: S( Q8 o+ k - Z" x9 n/ z- c- ]1 w5 T/ n
大家注意,绝大多数耳机的最大声压,就是在120分贝左右. 这个声压对人耳来说已经是危险的了. 不可能长时间承受这样高的响度. 即使短暂地听这样的响度,也会造成听力损伤. 120分贝以上开始进入人耳的"痛域",即在这个声压下人耳开始疼痛.+ M" J2 X6 T  Z

- T/ t9 A* i% P; Y" D# u# Y6 P同时大家可以看到,因为绝大多数动圈耳机的灵敏度在90-100分贝/毫瓦,所以大多数耳机在施加以几十毫瓦的功率时,就已经达到了110左右的,非常大的音压. 我们平时听音乐,除了少数爆棚片段外,绝大多数时候听到的音压,是在100-110分贝以下. 甚至很多时候是只有100分贝以下. 此时,耳机接受的功率,是只有几个毫瓦到十几个毫瓦.
& U" _$ n, f: B2 I1 _
. i1 F. f) Y9 U0 x1 r所以一个大家应该知道的常识是: 当我们通过一部耳机放大器来欣赏音乐时,绝大多数的时间(非爆棚,非交响乐队全奏),耳放的输出功率只是在几个毫瓦到十几个毫瓦.
- Z0 y& z5 G) [. N0 s2 W4 F) z9 ~8 d- E- m9 |# Z: ?) W
OK. 那么爆棚一下呢? 一般耳放多释放了一些功率,输出几十个毫瓦的功率. 此时,我们的耳朵已经觉得非常爆棚了.
3 m8 }) W. {# K7 z$ _% Y" `& Q6 F+ k4 N
如果是持续不断地这么爆棚,让我们的耳朵承受110分贝以上的音压,我们是吃不消的. 所以,回到前面,耳放绝大多数时间的输出就是几个mW到十几个mW. 爆棚一下,指针摆到几十个毫瓦.
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接下来请大家注意一点: 耳机的灵敏度一般是九十几分贝/毫瓦,而喇叭的灵敏度,一般也是九十几分贝,只不过单位是大了1000倍的"瓦",而且一般是在1米外测得的声压.
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所以我们就知道,喇叭一般比耳机的功率需求大了1000倍左右.
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% r6 f: h0 [  m( ]事实也正是如此. 前面我说了,耳机工作时大多数时间输入的功率是几毫瓦到十几毫瓦,而相对应的是,喇叭在工作时,大多数时间输入的功率是几瓦到十几瓦.
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耳机在承受最大功率时,爆棚时,可以接受一两百毫瓦的功率,而相对应的是,喇叭在播放到爆棚片段时,承受的也正是扩大了1000倍的一两百瓦的功率. 一般情况下不会再大了. 个别极端的瞬间,耳机可以承受五六百毫瓦的瞬时峰值功率,而喇叭也正是如此——只是变成五六百瓦而已.
: ^! G" n9 [7 {3 j
! [8 N1 _& U/ j9 }  W1 \所以优质耳机放大器的最大输出功率一般在500-1500毫瓦,而优质功率放大器的最大输出功率一般在500-1500瓦(阻抗降低时). 基本上耳机对喇叭在功率需求上是大约1:1000的关系.
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事实上还要考虑两个原因. 这两个原因使得驱动喇叭的功率放大器,必须输出功率更大一些,也就是说1:1000还不够.
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$ W, ?- {9 z) f4 X一个是多数喇叭是有分频器的. 分频器是由很消耗能量的电感和电阻构成的,要耗费一些功率,而耳机都是一个单元的,无分频器的消耗. 二是喇叭的九十几分贝的灵敏度是在1米外测量的音压,而耳机是直接灌入耳道的,基本是零距离接触.
$ ~$ Z5 N0 r! A& Q, ]/ I: ?* O" _- w$ {% R0 q2 U
所以事实上喇叭对功率放大器的输出功率要求,比耳机对耳放的功率要求,更大一些.
) \  L$ o! L# E4 f/ D2 z
5 V  m2 l$ b, C关于人耳对不同声压的反应,我从Wiki百科上摘录片段:$ M" B7 ^9 m/ |! I, I1 W' H5 b

( x# x2 C6 C' b. y150分贝: 30米外听飞机引擎
9 A, h( P% q$ F2 y( ^140分贝: 1米外听来复枪击发
1 S# C2 G7 e8 s1 K8 Z* C8 N, B2 \) ]: a130分贝: 痛域7 y+ u1 p/ _+ Y6 G& p2 d
120分贝: 短暂时间也将造成听力损伤
4 o1 W% p9 @3 k, @100分贝: 1米外的电钻声
3 Q0 g/ w( |. Z. K85分贝: 长时间聆听会造成听力损伤
8 w  {( O  ?6 j8 u9 s80-90分贝: 吵闹的主干道边10米外
& |0 D( d$ ~' L+ {- Z) w60-80分贝: 10米外小汽车驶过的声音- Z( _+ y9 Y, j/ i# T
60分贝: 1米外看电视机的平均响度- [" g0 i: f6 G" x* x3 ]! a
40-60分贝: 1米外普通人交谈的响度
# k# H+ }  {0 V( _3 W $ V/ c: S& ]" n
大家可以清楚地看到,大多数动圈耳机在接受1毫瓦的功率时,已经使你的耳朵听到了九十多分贝的响度. 这个响度已经是在百科全书上所谓"长时间聆听会造成听力损伤"的85分贝之上了. 也就是说,你始终给耳机馈入1毫瓦的功率,连续听一个小时,对听力已经有害!  
5 I6 A9 ^0 f) u# W- Z" U# V
$ A$ ^# I9 c* c: z" ~+ w( d% Q8 W所以大家已可知道,1毫瓦功率看似很小,但对耳机来说已经意味着什么." \3 g/ \" ^4 V0 @

8 @  a4 ^3 V& H9 ?& e对很多动圈耳机来说,10毫瓦的功率已造成了100分贝以上的声压. 已经是听电钻了!6 v& F2 G0 M! _# G) {, ?
* \7 Q' F( l6 @9 m. I
100毫瓦的功率输入,对大多数动圈耳机来说,已经意味着接近了使你耳朵受到伤害的程度(即使是短暂的聆听"short-term exposure").  甚至已经达到了使你耳朵受到伤害的程度(如耳机灵敏度在100分贝以上).* R) ]6 f0 k% X% v; [

4 u) F% \3 X% `1 Q有些人会说: 但是放大器要留功率余量啊! 是的,确实已经留了功率余量. 所以优质耳机放大器的最大输出功率不是几十毫瓦,而是几百毫瓦,乃至大于一千毫瓦. 这已经留了好多倍的功率余量.  9 p# T8 _6 t7 p3 y; v) C& }
, ?7 L# [% Y1 r) i* j9 P
什么? 有些人说,还不够,要留一百倍的余量? 那我只能说,随便儿吧. 有人爱留一百倍余量,就去留吧; 觉得那样声音好? 那就先搞出一台一百倍余量的耳放并演示给大家看,音质多么多么好,超越多少高级耳放,然后再说.: U) r# d: k2 `9 V& I+ @9 F

9 H3 d; L0 [2 r1 O8 w" K' ?' [我只知道几十年来,HI-FI界对耳机放大器的功率输出,已经达成了一个世界范围的,有着充分理由和根据的默契: 最大输出功率都是从一两百毫瓦到一千多毫瓦. 就是这样.- K' b2 C! F0 R) S. T" {

1 _6 \. N/ Y7 ]' ~& R! {耳机发烧友们所熟悉的耳机里,只有AKG K1000是需要真正的大功率放大器来驱动的. 因为它的灵敏度低到只有74分贝/毫瓦!  : ^" g" |4 T, ]. O2 g

/ c: l4 m& [9 M/ c* o+ Y/ }这个数值和一般的动圈耳机差了太多太多. 大家知道动圈耳机的灵敏度一般在90-100分贝/毫瓦. 取个大致的平均值,算95分贝/毫瓦吧,它和K1000的功率需求差了多少呢? 算一下,差一百多倍!  也就是说普通动圈耳机只需要1毫瓦的功率就可发出95分贝的响度,而K1000则需要100多毫瓦才能发出95分贝的响度.
8 Y2 ]' L! s/ l. P* r+ [3 }! F7 g
所以普通的耳机放大器是绝对无法推好K1000的. 它不能被当做是一副耳机,而实实在在是一对小喇叭,只是通过支架顶在头上而已.
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耳机放大器的输出功率大小,和它的音质,或者档次,是基本没有关系的. 不是说一个耳机放大器输出功率越大,就一定音质更好,或档次更高. 不是这样的. 我见过的输出功率较大的耳机放大器是日本铁三角的HA2002,HA5000,梵音HA01等. 但一点也不能说这几款耳放就是我见过最高档的./ d! T/ z4 e1 o8 l
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大家可以看看梵音HA01的强大输出能力: 16欧姆时可输出2800毫瓦,32欧姆时输出1400毫瓦. 它确实推铁三角和歌德的低阻耳机不错,但无论如何算不上"一流"——有那么一点音染,透明度一般.
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4e2a0430g6112961341e2.jpg
. K2 @0 N0 x! \. X* l$ R' z' b8 Z& M( y
耳机发烧是求质不求量的. 声音的透明度,细腻度,失真度,远比大动态瞬间的几毫秒表现更重要. 我可以接受一台大动态时稍& l" J4 }/ @3 [$ a% r  g

3 R+ e6 u' H( d% T: i
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