PART 1 耳機知識

此耳機，非彼耳機

文/曾經(jīng)是九段

對于“耳機”這個詞匯，通常我們理解為一對電聲轉(zhuǎn)換單元，它接收聲頻信號并貼近聽者耳朵，將聲頻信號轉(zhuǎn)換為聲波。耳機與一般的揚聲器不同，它工作時更貼近耳朵，通過專用線材或無線信道與信號源連接。耳機工作時的聲音相比開放式揚聲器要小得多，并直接傳導到聽者耳道方向，對周邊環(huán)境的影響很小，適合在一些較為安靜的環(huán)境下使用而不會打擾其他人。本書中所指的“耳機”是指專為音樂欣賞而設計的耳機產(chǎn)品。它追求更加高保真的信號還原，完全忠實于音樂回放的再現(xiàn)，并加入了品牌、設計師對于音樂欣賞的理解。喜歡選購這類耳機的用戶，我們習慣稱之為音樂耳機發(fā)燒友。此耳機，非彼耳機。

耳機的歷史

耳機歷史并不算悠久，但也經(jīng)過了百年的發(fā)展。在第二次工業(yè)革命前，因為還沒有電，所以肯定不會有耳機的概念。因此，愛好音樂的人們聆聽美妙聲音的方式也很單純且高保真，那就是原聲，即沒有任何干擾，由樂者親自演奏真實的聲音。第二次工業(yè)革命完成后，電及電器的出現(xiàn)讓這一切都成為歷史，愛迪生發(fā)明了留聲機，它第一次把錄制的音樂以非現(xiàn)場的形式通過電聲轉(zhuǎn)換設備分享給了愛好音樂及音響藝術(shù)的朋友們，開啟了全新的音樂回放時代，耳機就是在這種大環(huán)境下發(fā)明出來的。據(jù)傳聞耳機的首次出現(xiàn)是在1891年，當時的耳機與音樂回放沒有任何關(guān)系，它專為通信而生，使用時需要把重達幾磅的耳機支在肩頭，更像是放在肩膀上的兩只音箱。1895年，當時的一些歌劇院開始提供家庭耳機服務，而這種耳機像是放大版的醫(yī)生聽診器，并且不能被個人用戶在家中隨意使用。1910年，真正意義的“耳機”出現(xiàn)在了美國，Nathaniel Baldwin在自己的廚房里制作出第一批現(xiàn)代耳機并出售給了當時的美國海軍。這幅耳機首次具備了現(xiàn)代耳機的外形，但Baldwin當時只顧賺錢而忘記了繼續(xù)研發(fā)并注冊專利。20世紀30年代的德國，Eugen Beyer先生第一次把大型揚聲器上使用的動圈換能器（Dynamic transducer）進行縮小、優(yōu)化，集成進了一對耳罩內(nèi)，并通過一根可佩戴在頭上的橫梁連接固定，世界上第一只專為音樂欣賞而制作的動圈耳機面世了！

那一天注定會讓眾人銘記，Beyer先生邀請了幾位好友去他的個人實驗室聆聽那耳熟能詳?shù)摹栋⒁肋_》唱盤。當所有好友到齊后發(fā)現(xiàn)這次的播放設備非常特別，在留聲機后面連接的并不是一對碩大的音箱，而是一臺外接放大器及放在桌面上的擁有兩只半圓形金屬耳罩的“怪東西”。更讓朋友詫異的是，這只“怪東西”里竟然發(fā)出了非常美妙的聲音，它完全沒有留聲機常見的“嗡嗡”雜音，也沒有任何電子干擾聲，更不會發(fā)出失真的高頻咆哮，這才是真正的音樂，可能也是《阿依達》錄音出現(xiàn)后被回放的最精彩的一次。Beyer先生無不自豪地向各位好友宣布，這只心血之作第一次讓人類可以在音樂廳外欣賞到原汁原味的音樂了。

Beyer先生給這只全新發(fā)明的耳機取名為DT-48，而當時這只耳機的品牌并不是現(xiàn)今的拜亞動力（Beyerdynamic），而是柏林（Berlin）。這只耳機的頻響范圍達到了16Hz～20kHz，這在20世紀30年代簡直就是難以想象的指標，甚至連當時最精尖的軍事技術(shù)都未必能做到，所以有傳聞當時有的軍隊曾大范圍地使用這只耳機作為情報偵測設備，DT-48憑借自身優(yōu)異的性能偵測到了其他同類產(chǎn)品根本無法辨別的聲音信號，獲取了大量有價值的情報。時間跨越到1950年，拜亞動力再次創(chuàng)造歷史，推出了人類第一只立體聲耳機DT-48S（也有人認為第一只立體聲耳機是美國KOSS公司于1958年推出的Koss SP-3），這一發(fā)明再次讓其領(lǐng)先世界，獲得了巨大的成功。直至近70年后的今日，DT-48經(jīng)典系列依然在售，只不過它經(jīng)過了進一步改進，使用了更加先進的材料，毫無爭議地成為全球銷售歷史最長的耳機，并被載入史冊。

自拜亞動力DT-48問世，越來越多的品牌看到了耳機發(fā)展的未來，一些現(xiàn)今我們非常熟悉的品牌很多都是從那時開始投入耳機制造領(lǐng)域。1949年，愛科技（AKG）從自己專注的電影設備行業(yè)開始向視聽設備領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，同年它們推出了該品牌的第一只現(xiàn)代耳機K120。1958年，John C. Koss推出了立體聲耳機SP-3，在隨后的10年中它一直在市場上獨領(lǐng)風騷。1959年，人類歷史上首次出現(xiàn)了靜電式耳機，日本STAX公司推出了震驚世界的SR-1，無與倫比的細膩及低失真表現(xiàn)遠遠將同時代的動圈耳機拋后幾個身位。1979年，隨著隨身音頻設備的出現(xiàn)，尤其是Walkman（隨身磁帶播放機）在全球風靡，真正的音頻大鱷索尼（SONY）正式進軍耳機行業(yè)。索尼除了向市場投放出多款彩色外形的便攜式頭戴耳機外，還創(chuàng)新地推出了在當時看來極為袖珍且可以塞入耳廓的音樂耳塞。

現(xiàn)今的耳機發(fā)燒友很多都是從20世紀80年代末、90年代初開始接觸音樂耳機概念的，在那個時代，沒有人不會被隨身聽的風潮所撼動。尤其是自改革開放開始，大量卡帶式錄音機出現(xiàn)在市場上，像建伍、三洋等都是那個時代最受歡迎的品牌，國人第一次實實在在地感受到音樂來到了自己的身邊、耳邊。隨著時間的繼續(xù)，索尼的Walkman、Discman成為年輕發(fā)燒友所追捧的對象，在那個索尼、愛華與松下的產(chǎn)品天下，磁帶隨身聽影響了整整一代人。那個時代的耳機市場也基本被這3家所壟斷，市場上銷售的耳機幾乎全是索尼、愛華及松下的產(chǎn)品，很多年輕人肯為一款100元的耳機而節(jié)衣縮食。

20世紀90年代末，大量MP3播放器的上市讓數(shù)字音頻文件迅速開始普及，同時一批來自歐美的大品牌也因為對中國廣闊市場未來的看好而登陸國內(nèi)市場。森海塞爾（Senhaisaier）、拜亞動力（Beyerdynamic）、愛科技（AKG）、鐵三角（Audio-Technica）、歌德（Grado）等國際品牌都是在那個時間段開始被國人所熟識的。如今的耳機市場已經(jīng)非常成熟，根據(jù)不同使用環(huán)境、目標用戶及功能定位有著明確的分類。下面就簡單向讀者朋友介紹一下音樂耳機的一些基礎(chǔ)知識。

耳機的分類

耳機是個人音樂欣賞系統(tǒng)的中心，根據(jù)佩戴方式不同，耳機可以分為頭戴式、掛耳式及耳塞式，而耳塞式耳機又可分為平頭耳塞、入耳式耳塞兩種。同時根據(jù)發(fā)聲原理（換能方式）的不同，音樂耳機又可分為動圈、動鐵、圈鐵、靜電及平板振膜耳機等，不同換能結(jié)構(gòu)的耳機又根據(jù)耳罩類型分為開放式、封閉式及半封閉式耳機。

（1）佩戴方式

耳機的佩戴方式多是根據(jù)使用環(huán)境及使用者的佩戴感受進行設計的，比如在較為嘈雜的環(huán)境中使用的頭戴式耳機多會被設計為封閉式或半封閉式，耳塞則多會被設計為入耳式，這樣的設計可以更好地隔絕外界環(huán)境噪聲，通過物理隔音方式保證聲音回放的基本質(zhì)量。

（2）換能方式

靜電耳機

靜電耳機具備極輕且極薄的振膜材質(zhì)，由高直流電壓極化，極化所需的電能由專用耳放的交流電轉(zhuǎn)化，也有由電池供電的。靜電耳機振膜懸掛在兩塊固定的金屬板（定子）形成的靜電場中，通過靜電耳機放大器將音頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)百伏的電壓信號進行驅(qū)動。一般常見的靜電耳機所能產(chǎn)生的聲壓級沒有動圈式耳機大，但它的反應速度更快，回放各種微小信號的能力更強且失真極低。

動圈耳機

動圈是最早被發(fā)明并實際應用的耳機單元換能方式。動圈耳機的驅(qū)動單元是一只小型的動圈揚聲器，處于永磁場中的音圈在磁場的作用下帶動與之相連的振膜振動發(fā)聲。動圈耳機的換能效率較高，很容易被常見的音響設備驅(qū)動，質(zhì)量可靠耐用。影響動圈耳機聲音表現(xiàn)的因素主要是單元材質(zhì)、單元尺寸等，比如目前市場上頂級的動圈耳機Focal Utopia就采用了鈹振膜單元，這種單元具備極輕的質(zhì)量、極高的剛性和反應速率，同時又較容易驅(qū)動。理論上更大的單元尺寸有利于耳機對大動態(tài)、大場面聲音信號的還原和營造，所以目前常見的高級動圈耳機的單元直徑會超過70mm。

平板振膜耳機

平板振膜耳機也叫等磁式耳機，其驅(qū)動器類似于縮小的平面揚聲器，它將平面的音圈嵌入輕薄的振膜里，像印制電路板一樣，可以使驅(qū)動力平均分布。其磁體集中在振膜的一側(cè)或兩側(cè)（推挽式），振膜在其形成的磁場中振動。平板振膜耳機的振膜沒有靜電耳機振膜那樣輕，但有同樣大的振動面積和相近的音質(zhì)，相對于動圈式耳機，平板振膜式耳機效率較低，對于驅(qū)動功率的要求更高，并不易被驅(qū)動。

動鐵耳機

通過一個結(jié)構(gòu)精密的連接棒傳導到一個微型振膜的中心點，從而產(chǎn)生振動并發(fā)聲的單元，我們稱為動鐵單元。相對于體積較大的動圈單元，動鐵單元的體積要小巧很多，用它制作的耳塞導管部分可以更深入地放入耳道。同時，由于單元振動面積較大，需要更多的空氣參與傳播，所以大部分動圈單元耳塞都需要設置透氣孔。動鐵單元則不然，因為發(fā)聲單元部分幾乎不需要太多的空氣參與，所以動鐵耳機多數(shù)都不需要設置透氣孔，從而大幅提高了耳塞的隔音能力。動鐵單元的靈敏度更高，頻響曲線更加可控，這是其相對動圈耳機的優(yōu)勢。但同時它的頻響范圍較動圈耳機有一定劣勢，所以很多廠家會采用多顆動鐵單元來負責不同頻段聲音的回放。

其他

圈鐵耳機其實就是在耳機內(nèi)部同時放置動圈單元及動鐵單元的耳機產(chǎn)品，因為體積的限制，多數(shù)此類型耳機都采用單動圈單元加N個動鐵單元的配置。有的設計師認為動鐵單元的高電聲轉(zhuǎn)換效率、高靈敏度、良好的動瞬態(tài)表現(xiàn)與動圈單元更全面的頻響范圍、更自然的聲音回放效果相結(jié)合，更容易制作出趨近于完美的耳機產(chǎn)品。但也有設計師認為動圈耳機與動鐵耳機的聲音頻率、聲波傳遞方式及兩種單元的匹配方面仍有大量不可控因素存在，設計難度極高，而不認可這種設計。

駐極體耳機也叫固定式靜電耳機，它的振膜本身就是極化的或者由振膜外極化物質(zhì)發(fā)射的靜電場極化，它不再需要專用耳機放大器提供極化電壓，只需插入普通耳機放大器即可使用。駐極體耳機具有靜電耳機的大部分特點，但是駐極體會逐漸去極化，內(nèi)部電池需要更換，其壽命為5~10年。

耳機的聲音

對于一只用于音樂欣賞的耳機，衡量其聲音表現(xiàn)好與壞的標準有很多，通常聲音表現(xiàn)較好的耳機發(fā)燒友習慣性地稱其音質(zhì)好。什么樣的耳機才能算作音質(zhì)好呢？我們通過幾個指標來簡單分析一下。

阻抗

耳機的阻抗是其交流阻抗的簡稱，它的大小是線圈直流電阻與線圈的感抗之和。根據(jù)使用環(huán)境不同，廠家對耳機阻抗的設置一般也會不同，與隨身移動設備匹配的耳機阻抗一般都在100Ω以下，與臺式設備匹配的耳機阻抗一般在150Ω以上，甚至高達600Ω。驅(qū)動阻抗高的耳機需要的功率更大，驅(qū)動阻抗低的耳機相對更容易，但對電流要求也更高。

頻率響應

靈敏度在不同的頻率下有不同的數(shù)值，這就是頻率響應，將靈敏度對頻率的依賴關(guān)系用曲線表示出來，這就是頻率響應曲線。人的聽覺范圍一般在20Hz～20kHz，超出這個范圍的聲音絕大多數(shù)已經(jīng)超過了人體可以感知的極限。耳機能夠回放的頻帶是相當寬的，優(yōu)秀的耳機已經(jīng)可以做到5Hz～45kHz的回放能力。一般耳機給出的頻率響應的不平坦度為±10dB，專業(yè)耳機和某些高檔耳機給出的頻率響應的不平坦度為±3dB。在正常使用環(huán)境下，頻率響應曲線真正平直的耳機聲音表現(xiàn)并不好，因為聲音信號在進入耳道之前已經(jīng)與頭部、耳朵外側(cè)區(qū)域發(fā)生碰撞，產(chǎn)生了聲波的峰和谷，所以在各品牌耳機設計時常常采用各種均衡手段讓這種影響盡量弱化，從而使耳朵所接收到的頻率響應曲線比較平坦。

靈敏度

我們常說的耳機靈敏度實際上是指耳機的靈敏度級，它是施加于耳機1mW的電功率時，耳機所產(chǎn)生的耦合于仿真耳（人頭錄音設備）上的聲壓級，1mW的功率是以頻率為1000Hz時耳機的標準阻抗為依據(jù)計算的。靈敏度的單位是dB/mW，另一個不常用的單位是dB/Vrms，即1Vrms電壓施于耳機時所產(chǎn)生的聲壓級。靈敏度高表示耳機達到一定的聲壓級所需功率小，動圈式耳機的靈敏度一般都在90dB/mW以上，如果是為隨身設備選擇耳機，靈敏度在100dB/mW左右或更高為好。音箱的靈敏度一般指輸入1W功率在1m處產(chǎn)生的聲壓級，對于靈敏度數(shù)值相近的耳機和音箱，耳機所需的功率相當于音箱的1/1000，實際上這個數(shù)值還要更小，因為很少有人在1m的距離上聽音箱。

失真

耳機的失真一般都是較小的，在最大承受功率時其總諧波失真（THD）小于等于1%時，這種失真基本是人耳不可聞的，它相比音箱的失真小得多，越高級的耳機產(chǎn)品的失真也會越小，靜電式耳機的失真要遠小于普通動圈耳機。

其他

影響耳機聲音表現(xiàn)的因素還有很多，比如發(fā)聲單元類型、材質(zhì)、直徑、最大輸出功率、耳機線材材質(zhì)等。

耳機的未來

雖然經(jīng)歷了百年發(fā)展，耳機進步的腳步卻從未停歇，甚至更加急促。

最近幾年，隨著iPhone手機取消耳機口及藍牙、主動降噪等技術(shù)的飛速發(fā)展及成熟，無線藍牙耳機及帶有主動降噪功能的耳機產(chǎn)品越來越多，這其中既有Bose、SONY、B&O等老牌大廠，也有1more、Fiil等國產(chǎn)新銳的加入。耳機發(fā)燒友在使用耳機聆聽音樂時再也不用顧忌線材的束縛，在飛機、火車等嘈雜環(huán)境下也能非常安靜地欣賞自己喜愛的專輯，而完全不受環(huán)境噪聲的干擾。

2016年，法國著名音響品牌Focal推出了革命性的Utopia系列動圈耳機，第一次把鈹金屬振膜技術(shù)加入到了耳機生產(chǎn)中，新材料、新技術(shù)的使用讓Utopia耳機具備了前所未有的高音質(zhì)表現(xiàn)。同年，耳機巨頭森海塞爾推出了奧菲斯耳機系統(tǒng)的全新?lián)Q代機型HE-1。這款采用靜電單元的耳機系統(tǒng)以超乎想象的細膩音色、氣勢磅礴的氣勢營造能力以及超過50萬元人民幣的售價讓森海塞爾再次站在了耳機行業(yè)的巔峰。這些讓人驚艷的產(chǎn)品無一例外都是科技發(fā)展、新材料應用及生產(chǎn)工藝突破所帶來的福音。越來越多的音響品牌加入到耳機市場中來，它們不再拘泥于傳統(tǒng)“走量”的低端區(qū)域，而是更愿意向上突破，追求更高端、更好聲的Hi-End產(chǎn)品。

Beats的出現(xiàn)讓耳機市場得到了重新洗牌的機會，耳機市場的細分化越發(fā)明顯，個性化、時尚化產(chǎn)品得到追捧。一些針對年輕用戶的時尚類耳機產(chǎn)品在外觀上做足了文章，耳機已經(jīng)不再只是一個聲音回放還原的工具，更多的是一種時尚符號和個性象征。同時，耳機定位更加專業(yè)化，游戲耳機成了熱點，越來越多的傳統(tǒng)品牌開始投入到每年上百億份額的游戲產(chǎn)業(yè)中來。

可以預見，未來的耳機市場競爭將會更加激烈，各種耳機產(chǎn)品的應用也將更加貼近人們的需求，但不管怎樣發(fā)展，耳機終歸是一件給人以愉悅、享受的物件，它必將融入我們的生活，去實現(xiàn)不同人對于品味的追求，營造屬于個人的音樂空間。