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浅谈喇叭音圈、振动膜材料及其对耳机音质的影响
来源:新浪微博/耳机吧ID:HiFi耳机爱好者

大家都知道,耳机能听美妙的音乐,因耳机内部有高素质喇叭单元。影响喇叭单元素质的因素很多,音圈和振动膜是喇叭单元能否出好素质的最关键的部件之一,本节主要根据本人的了解的知识来一起简单的认识一下耳机单元中的音圈和音膜,有不对的地方欢迎指出,也欢迎更专业人员一起交流探讨。

一、音圈材料:

1.最常用的音圈线:(1)普通铜线(2)OFC铜线(3)铜包铝线(4)铝线

(1)普通铜线:趋肤效应原理,铜导线中心只适合传输中低频信号,其表面适合传输高频信号,传输时不平均,所以造成对音质有不同的影响。

(2)OFC铜线:纯度较高,失真降低,声音密度好,中低频厚实声音越细腻,中高频力量感变柔合。

(3)铜包铝线:趋肤效应原理,铜包铝中低频既有铜线的厚实细腻的优点,又有铝线低高频特性好,声音亮丽、通透的特点。

(4)铝线:铝线质量较轻,密度比铜小,振动效率高,所以高频亮丽,透彻,但不耐听。但是铝线强度弱,绕线和焊接等作业工艺上较铜线来说有些难度。

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2.不同材质的音圈线对音质的影响:

(1)铜线的中低频较好,而铝线的高频较好。(2)铜线芯线张力越高,对单元的音质和寿命都越好。(3)音圈材料越好声音密度也会越好,失真也越小。(4)音圈质量越轻,谐振频率提高,喇叭的振动效率和灵敏度也会提高。(5)音圈低阻抗比高阻耳机低频相对好一些,声场会比高阻耳机相对小一些(如300、600欧高阻)。

二、振动膜(膜片):

1.振动膜种类:

(1)塑料振动膜如:PET/PEN/PEI/PI/LCP/PEEK/PC/PPS/PAR等。(2)金属振动膜如:铝合金/钛合金/铍合金等。(3)其它类型振动膜如:木质振动膜/生物振动膜/纸质振动膜等。随着科技的发展,振动膜种类越来越多,我看到王以真的一书有记载有一公司试用了200多种材料制作振动膜片。除了开发新振动膜的种类外,还有比如说金属/木质/生物/纸质等振动膜原来都是音响才用的振动膜,现在也运用到耳机单元上来了。

1.振动膜对耳机喇叭单元的影响:材质、尺寸、厚度、表面花纹对音质都有影响。

(1)振动膜材质:不同材质振动膜有不同的弹性模量、内阻尼、泊松比、厚度、密度等,这些不同直接影响喇叭品质因素Q值,造成耳机单元不同素质。高刚性和高弹性的膜片,拥有较好素质如:瞬态、灵敏度、频响等等。

(2)振动膜尺寸:音膜尺寸的大小决定动圈单元的大小。尺寸越大,相对来说能够调出越好的音质,但是声音辐射和共振等因尺寸增大。一般来说尺寸越大的相对来说更容易中低音会更好,尺寸越小如Φ3mm~6mm声音会相对偏向于中高频。常见直径Φ3mm~57mm,Φ16mm以下的一般用在平塞和入耳式耳机上,Φ20~30MM一般用在耳机挂入耳机和中型头戴式耳机上,Φ40~57MM一般用在中型和大型头戴式耳机上。

振动膜直径范围Φ

振动膜直径规格(mm)

3~12mm

3/5.5/6/7/7.4/7.8/8/9/9.2/10/10.6/11/12

这只是较常用的规格,有些厂家规格可能比我列出来的还要多。

12~16mm

12.4/13.6/14.2/14.8/15/15.4

20~36

16/20/23/28/30/32/36

40~57

40/42/50/52/56/57

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Vsonic VC02 Φ3mmK701Φ40mmHD650Φ42mmHD800Φ56mmHA-MR77X  Φ57mm

(3)振动膜厚度:最大振动承受的能力下,膜片厚度越薄,低频越好。如前几年手机附带的耳机喇叭膜片较厚,主要是为了通话清晰,中高频要好。但现在音乐手机和HIFI手机附带的耳机膜片都较薄,趋向听歌娱乐类。例如目前主流音乐耳塞使用喇叭单元多采用6-9μm厚度的振动膜,为了追求更好音质,有一些有技术的厂商挑战5μm以下的振动膜,此厚度是是微型扬声器振动膜极限厚度。如日本Plextone浦记2012年推出全球首款5μm厚度振动膜单元耳机浦记X45M。国内如Edifier 漫步者耳挂式耳机 M360 也使用了5μm超薄振动膜。 2013年小米推出采用全球首款铍合金振动膜的活塞2代耳机,厚度仅为2μm。


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浦记X45M 5μmEdifier M3605μm小米活塞2代2μm

(4)振动膜表面花纹:表面花纹种很多,有圆形纹,太阳纹、水波纹等。各种花纹主要增加作用起加强筋的作用,增加振膜的振动中的刚性及增加振膜的有效辐射面积,也有一定改善阻尼的作用。纹路越深,中频密度越大,中频越清晰。

总结:音圈和振动膜的材质对喇叭单元素质影响中最重要的部件,不管是国内还是国际耳机厂家对喇叭单元材料、设计、及工艺研究上下了不少工夫,设计出不同特色或更有技术含量的产品,使用推出的耳机产品音质上得到大众的认可。


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