一枚使用鍍鈦振膜的耳機單元
振膜：動圈耳機核心的發(fā)聲部件
在我們初中的物理課本當中，有講過揚聲器的發(fā)生工作原理，只不過在教科書當中是以音箱的揚聲器為例子介紹的，那么動圈式耳機單元的工作原理，又有哪些不同呢？其實本質(zhì)上講，動圈式耳機單元和音箱的發(fā)聲單元在原理上是幾乎一致的，只是結(jié)構(gòu)方面略有區(qū)別。
它們都需要通過輸入帶有電平的模擬信號，通過磁鐵帶動線圈振動，而最終發(fā)出聲音的，就是和線圈綁定在一體的振膜。為什么叫“振膜”呢？其實按照專業(yè)的說法來講，應該叫做“振動板”，因為這個“板子”它非常的輕薄，因此直觀地來講，我們將其稱之為振膜。
一個動圈式揚聲器的結(jié)構(gòu)圖
所以最終發(fā)出聲音的，正是單元最上端的振膜本身，因此不同材質(zhì)、不同尺寸、形狀的振膜在聲音表現(xiàn)上都會或多或少有些區(qū)別。拋開耳機的腔體結(jié)構(gòu)、佩戴結(jié)構(gòu)等方面，就說單元本身的話，振膜對于一款耳機單元的聲音表現(xiàn)有著決定性的作用，其次才是線圈、磁石等。
可以說一款振膜的好與壞，決定了耳機單元本身的好壞，從而也會很大程度上地影響一條耳機最終的聲音表現(xiàn)。但是從哪些方面才能體現(xiàn)出一款耳機的振膜好與壞呢？一般來說，振膜材質(zhì)、表面設計、腔體配對等方面都會決定著振膜的好壞。
索尼ZX700頭戴式耳機的振膜
什么樣的耳機振膜才是好振膜？
先不說看著讓人眼花繚亂的振膜材料，先放出一個設想：什么樣的耳機振膜才是好振膜？我們知道，振膜本身可以理解為將電平信號轉(zhuǎn)換為聲音的媒介和紐帶，那么振膜設計的好與壞，就直接影響到最后耳機本身聲音品質(zhì)輸出的音質(zhì)特性。當然，如何衡量一款耳機振膜的好與壞，首先要看振膜本身是否符合動圈式耳機揚聲器的性能指標，因此我們目前可以看到的耳機振膜，都是按照動圈式耳機揚聲器本身的特性所針對設計的。
因此根據(jù)揚聲器主要的一些電聲性能指標（失真、阻抗、頻響等）來看，一款優(yōu)秀的、理想的耳機振膜，應該具備：質(zhì)量密度要相對較小，從而讓振膜本身更加輕量化；材料力學楊氏模量相對較大，從而能讓振膜本身具備著較好的剛性，此外還需要合適的內(nèi)部阻尼因子，可以吸收振膜在振動過程中發(fā)出的不必要雜波，帶來失真。
將振膜從耳機單元上單獨取下
因此我們會發(fā)現(xiàn)，這似乎是一個異常矛盾的問題，如果說要輕量、更輕薄，那么振膜本身的剛性就不會有特別大；如果說要剛性大，那么和輕量化好像就沒什么關系。所以對于耳機振膜來說，要盡可能的兼顧這兩種要求，就需要從兩個思路上首先入手：一是振膜本身的力學設計，二是振膜的材料特性
所以你可以看到大部分的耳機單元振膜都會在周邊設計一圈“加強筋”，從而增加膜片的剛性，但是不同設計的加強筋、球頂?shù)炔糠�，都會帶來聲音不太一樣的表現(xiàn)，因此單獨開發(fā)出一款性能優(yōu)異的耳機單元需要通過大量的測試、數(shù)學模型論證、裝配配對等環(huán)節(jié)，這也就無形中增加了耳機的成本。
也有部分不帶加強筋的耳機振膜
材料：動圈式耳機振膜性能提升的一絲曙光
我們之前的文章已經(jīng)說過，目前動圈式揚聲器的發(fā)展技術已經(jīng)走入了一個瓶頸期，所以在理論模型完善、結(jié)構(gòu)優(yōu)化將近極致的時候，能再進一步提升動圈式揚聲器性能的思路，或許就是對振膜材料進行入手，所以不同的材料也有著不同的性能、風格，這也就帶來了耳機廠商們宣傳的各種各樣的振膜。
從振膜材料方面來看，耳機振膜共分為：紙漿類、高分子類、復合類、金屬類，而采用紙漿類振膜的耳機本身不算太多，蘋果早期版本的Earpods就采用了羊毛紙盆+塑料復合振膜，一般來說紙漿類振膜本身成本較低，低頻效果優(yōu)秀，但本身的剛性、重量方面都沒有太大的優(yōu)勢。因此對于耳機振膜來說，最常見的仍然是以高分子材料為主的PET振膜。
Earpods采用的正是復合類振膜
隨著材料學的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的進步，目前中高端耳機產(chǎn)品的振膜往往都會采用復合類振膜，也就是所謂的“生物復合振膜”、“鈦金屬振膜”以及“碳納米管振膜”，這種振膜都會使用1-2種材質(zhì)共同設計打造，比如振膜邊緣負責低頻的部分就會使用PET材質(zhì)，而金屬膜片對高頻的瞬態(tài)、細節(jié)表現(xiàn)更好，則出現(xiàn)在振膜中央球頂?shù)奈恢谩?BR> 當然還有一部分非常舍得“堆料”的產(chǎn)品，會使用一些稀有金屬來制作耳機的振膜，這種振膜我們就稱其為“金屬振膜”，比如法國著名的HiFi音響品牌Focal（勁浪）旗下售價2萬多元的耳機Utopia，就采用了含有劇毒、危險性較高的Be鈹金屬振膜，當然在合理的生產(chǎn)設計和結(jié)構(gòu)保護后，是不會有風險的。鈹這種材質(zhì)就很好地詮釋了質(zhì)量小、剛性強的特點，非常符合耳機振膜生產(chǎn)，但是無奈成本非常高昂。
Focal的旗艦頭戴式耳機，采用純鈹金屬振膜
雖然只有高端耳機才能用得起鈹金屬振膜，但是中低端耳機仍然可以選擇性能更好的振膜，比如鍍鈦振膜就在很多耳機上出現(xiàn)過。而近些年隨著碳納米管技術的進步，鍍有碳納米管的耳機振膜也開始逐漸出現(xiàn)。此外能和鈹金屬振膜相提并論的，也就是一小部分使用DLC（Diamond-Like Carbon）振膜的耳機出現(xiàn)，這種材質(zhì)的振膜密度與金屬鈹相當，而楊氏系數(shù)為鈹?shù)?.4倍，聲導速則是鈹?shù)?.5倍，數(shù)據(jù)上并不輸于鈹金屬振膜單元。
當然對于大部分低端動圈耳機來說，仍然是采用最普遍的PET（聚對苯二甲酸乙二酯），并且也是很多復合振膜的基材，它的聲學性能表現(xiàn)各方面都不算差，并且還有著極低的成本和較為飽和的原料供應，因此受到了很多耳機廠商的喜愛。
采用PET振膜的耳機單元
振膜雖好，但不能“以膜論聲”
這是很多廠商、商家都存在的宣傳誤區(qū)，總是在給消費者傳達一種“振膜好，所以聲音好”的感覺，宣稱使用了XX振膜就可以帶來比XX耳機更好的聲音表現(xiàn)，但事實果真如此嗎？其實并不見得，因為振膜雖然是耳機單元本身的核心組件，但耳機本身并不是只靠單元就可以發(fā)出好的聲音的，因為耳機是一個環(huán)環(huán)相扣，相互搭配的整體。
我們在之前的文章中有給大家科普過關于耳機腔體對聲音的影響，但也說并不是腔體就能決定耳機的聲音。耳機單元振膜也亦如此，很多廠商在宣傳自己的耳機產(chǎn)品振膜的時候，總會有意無意地向消費者傳達比如“鍍鈦振膜就有非常好的高頻表現(xiàn)和聲音解析力”，而不明真相的小白用戶很容易相信，其實這是一種心理暗示罷了。
某耳機品牌的振膜宣傳
即使兩款耳機的振膜材料相同，但其他方面的因素均不同，所能展現(xiàn)出來的聲音風格、聲音表現(xiàn)也不會一樣，振膜本身雖然有著一定的特性，但并不能直接地去決定耳機的聲音表現(xiàn)，通過看振膜材料來判斷耳機的好壞是一個非常主觀且臆斷的方式，至少就目前來看，并沒有某款耳機振膜是最完美的，因為動圈耳機本身就有著很多無法避免的先天性缺陷。
所以那些看起來琳瑯滿目、各式各樣的耳機振膜，只是為了能給動圈耳機本身帶來更好的聲學性能，從而達到廠商為這款耳機所賦予的聲音表現(xiàn)。如果真的有一天當一款采用了XX振膜的耳機都能被吹上天的時候，那就是耳機行業(yè)最悲哀的時候。如果你對這篇文章有任何意見或看法，歡迎在下方留言區(qū)與我們交流探討。
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