为什么耳机的阻抗比音箱阻抗大(耳机阻抗和耳放阻抗)

很多人还在纠结播放器推力好不好,耳机有没有高阻抗等问题。所以今天我想说说这几款耳机的阻抗以及功放(便携播放器)的推力、增益、EQ等相关问题。
声音的特性:声音的本质是声波,它的传播会遵循波的特性,反射、衍射、折射。
我们先来了解一下声音的特性,这一点很重要:
(1)响度:
主观上声音的大小(俗称音量)是由“振幅”决定的。振幅越大,响度越大。不同于分贝。分贝是人所能分辨的声音响度的最小级差,而响度是人的耳朵对声音强弱的主观感受。人对响度的敏感程度不同,所以是综合了很多人主观感受的平均值。另外,对于同样分贝但频率不同的纯音,人们感受到的响度是不同的,所以有等音曲线这种东西,人耳对2000-5000Hz的频率要敏感得多。例如,对我们普通人来说,50分贝100赫兹的纯音听起来和40分贝1000赫兹的纯音一样响。所以调高调低你耳朵和播放器的音量,每个频率的响度都会改变你的感觉。下图是等声曲线。
分贝作为描述声音的客观参数,也具有参考意义:130分贝喷气式起飞声、110分贝螺旋桨飞机起飞声、105分贝永久性听力损失、100分贝气压钻声、90分贝嘈杂的酒吧环境声、85分贝以下不会损伤耳蜗毛细胞、80分贝嘈杂的办公室、75分贝人耳舒适度上限、70分贝街道环境声、50分贝正常交谈声、20分贝。
(2)音高:
声音的级别(高音和低音)由“频率”决定。频率越高,音高越高(频率单位Hz(赫兹)Hz,人的听觉范围是20 ~ 20~20000Hz。20Hz以下称为次声,20000Hz以上称为超声波。)比如低音端或者更高的音,比如弦乐音。我的发音范围大概是20-19000Hz,有点恶化了。一般耳机都有频率响应曲线,如下图。曲线越直,越接近真实回放。边上的黄色曲线低频明显失真。通常,频率响应曲线应与等响应曲线一起看。大多数耳机设计调谐时间-频率响应在1000-5000Hz处具有波谷,在5000-10000Hz处具有波峰。这是因为人对1-5kHz的声音特别敏感,而对高频的声音不那么敏感。这样三倍频的调谐会比较平衡,但由于个体差异,对三倍频的敏感度不同。
耳机是整个高保真放音系统中失真最大的部分,高保真转盘、解码、功放的失真相当小。以下是各种声源的频率范围
(3)音色(音乐质量):
音色是由不同方面决定的,如材料特性、结构和形状、发声方式以及泛音数量。歌手的声音是独特的,有很强的辨别力,因为他们的音色不同,而模仿秀是模仿歌手声音的振动模式、音高和泛音,唱出来的声音非常相似。而且有些艺人甚至可以模仿乐器的音色(beatbox)。不同的乐器可以发出相同频率的声音,但我们还是能分辨出不同的乐器,这是由于音色的原因。而耳机和音响可以很好的模仿世界上的各种声音,因为接收到准确的信号后,还原各种声音的波形,形成回放。
如果你是学音乐的,声音有四个特征,多一个音长(时间)。
耳机是怎么工作的?
以动圈耳机为例。耳机里有永磁体、振膜、线圈。电信号流经线圈,线圈与永磁体产生引力或斥力,带动振膜正向或负向扇动,形成声波。振膜的频率快,即音高高;缓慢移动的频率是低音。如果拍打的幅度大,说明声音大;如果小,说明低。
为什么一个振膜可以同时发出几个不同位置、不同乐器、不同声音的声音?空间感和位置感是大脑基于左右声道的时间差和反射衍射综合判断的结果。不同的乐器和声音有不同的声音频率。本质上,高低频还是声波。我们借用一张图来说明一下。
如果去听现场音乐会,虽然有A、B两种乐器,人耳耳膜听到的音乐引起的振动会是a C波形,但大脑还是可以还原A、B乐器的单独波形。同样,动圈式耳机播放古典音乐会时,耳机振膜产生的波形是C,但多动圈式铁耳机的分频器将高低频分开,指挥各个单元播放某个频段的声音。多个单元协同工作,同时产生多个波形,然后汇聚到鼓膜上,形成C波形。
耳机的阻抗是不是越大越好?
先说耳机的阻抗和灵敏度。交流电中存在阻抗。为什么是交流电而不是直流电?因为线圈会根据电流方向向永磁体正向或负向移动,驱动振膜产生声波。阻抗不是常数,但它也遵循Z=U/I的公式.对于动圈式耳机来说,增加耳机的电阻,降低放大器的输出内阻,都是为了让耳机吃下更多(或者更合适)的电压和电流,从而充分驱动耳机。另一方面,阻抗大往往是为了减少分裂振动的影响而设计制造的大型多轨线圈(也增加了散热面积,让耳机不那么容易烧毁),这样更容易提高振膜的控制,减少微弱信号的失真。下图是振膜发出不同频率时的运动状态。
低阻耳机因为阻抗小,容易获得更好的动力和声音。磁通大的机组,比如812,TH900,小推力也不错。但是很容易推倒,或者说无法进入功放的最佳音量位置,无法在功放最佳电状态的推动下发挥威力。高频刺耳,有种用力过猛的感觉。
灵敏度是耳机输入1毫瓦功率时,耳机所能发出的声压级。高阻耳机阻抗高,不容易产生大电流,所以不容易发出声音,而低阻低敏耳机虽然电流很大,但是不灵敏,声音很小。低电阻低灵敏度多是HE6这样的平板,但LCD4的灵敏度不低。
对于大部分功放来说,耳机的高阻抗已经不是问题,但是提高电压可以解决大部分问题,声音也比较稳定。阻抗低,容易推,但是对于放大器设计者来说,提高对放大器的控制比提高电压要难得多。所以动圈最好是高阻的。当然现在FOCAL推出了低阻动圈旗舰,相信这些问题现在都不是很困扰的因素。
放大器的推力越大越好?
虽然对于高阻耳机来说,插在手机上也能推到正常的听音水平(即手机上耳机消耗的功率仍然会和国砖上消耗的功率一样),但实际上一般耳机在消耗1mw功率的情况下,灵敏度可以达到90分贝以上,接近风钻的声音水平。但是,1。手机音量开大了,功放芯片的失真率很高。2.虽然功率够,但是按键电流小,低中高频率会很平很微弱,没有推开的力量。所以国砖被推崇为大推力,需要几个增益,才有人气。下图显示了两个放大器的输出电流比较。绿色功放输出容量有限,峰值被削波,会影响音质,尤其是手机。
推力大就好,是上限推力大,不是初始推力大。英语字母表中第二十个字母
其实还有不失真最大功率的概念,一般指谐波失真THD在放大线0.1%以下的最大功率。比如索尼D100的音量旋钮,转到头耳肯定会爆炸,但是你根本调不开那个音量,因为稍微大一点就会失真。AK的机器也是出了名的推力细腻,也有同样的问题。音量开大了会失真,但是推普通插头绝对不会失真。
那我们来说说输出功率是怎么来的。歌曲经过DAC芯片解码后,DAC芯片的输出信号电平会有一个放大因子,DAC的信号会被直接放大而不失真。之前玩过的LYRA、HILO、Kim的老婆调整的输出增益是调整DAC的放大倍数(HILO还可以调整其他增益,可玩性很强)。一般来说,DAC输出的标准电压信号为2Vrms。另外,放大器和放大电路会对电压和电流进行放大(但电流通常是在后级放大,这也说明一般的放大器很难推HE6,需要后级功放有大电流才能驱动)。大多数播放器的高增益选项也在放大器电路中发挥作用,以增加电压摆幅。最后,音量调节旋钮(电位器)是一个可变电阻,控制音量的衰减。看看C4。这个可变电阻和高中物理实验用的很像。
一般来说,设计师会将功放或播放器的最佳电气状态设置在20%-50%音量之间(也有例外,M1PRO在90%以上)。如果插上耳机,正常的听音音量刚好落在这个范围内,就很优秀了(高低增益的部分设计就是这个原因。低阻耳机低增益可以落在这个范围内,高阻耳机低增益可以远远超过。这种大推力的功放对低阻高敏耳机有点不友好,因为可能只需要5%的音量就能达到正常音量,再加电阻条效果会更好。另外推力太大会导致噪底,其实就是耳机电流太大造成的。
DAC信号直接放大并不损害音质,但放大电路中的运放三极管二极管等放大方式虽然提高了功率,但也会放大噪声信号,所以增益要慎用。
我们常说电流放大器适用于低阻耳机,电压放大器适用于高阻耳机,但不是只有A类、B类、A类和B类等吗?电流放大器和电压放大器有什么鬼?
实际上,放大器具有相对恒定的最大输出功率。在高阻耳机的情况下,电路中的总电阻较高,电流相对较小。此时耳机吃的电压远大于内阻吃的电压,放大器输出电压很高,往往不受限制。但如果功放遇到低阻耳机,电路中的总电阻会很低,电路中推高音量的电流会大大增加,但有些功放会限制最大电流的输出。盛坦言,MR1限制了输出电流。其实这往往对大耳有些影响。因为耳塞的隔音作用,高灵敏低阻耳塞所需的输出功率和电流都不是很大,国砖完全够用。功放的音量设计与响度、声强没有直接关系,最直接的关系是人耳的听觉阈值。音量较低时,人耳对声音的变化非常敏感,即使是很小的声音变化也非常明显。当音量逐渐增大时,灵敏度下降,需要加大音量才能使听觉感受到明显的提高。所以专用的音量电位器是对数的,也就是说从最大电阻值开始变化很小,后期变化越来越大。基本上,当专用的音量电位器处于中间位置时,其电阻值变化为最大电阻值的30%左右,而不是50%。
在同一个平台上对比设备是否科学?
通常,当我们想要AB两个耳机时,我们会移出一组前端,将两个耳机来回插入
我觉得不科学,就是站在同一起跑线上,就有问题。不同阻抗和灵敏度的耳机插在同一个前端,会吃掉不同的电流,这就导致了A耳机(低阻耳机容易出现这种情况)的频率过高而低频恰到好处的可能。而B耳机(高阻抗)插在同一个前端,低频刚好,高频刚好,三倍频平衡。这样会让人觉得B耳机好。但是如果有人给耳机A设计一个输出功率匹配的放大器,情况就不一样了。耳机A会有很好的高低频,三倍频比较平衡。而耳机B的低频不会因为阻抗高而受到太大影响,但是高频会衰减很大,三倍频会不平衡。所以感觉B耳机不如A耳机。所以用同一个平台进行同一个PK,往往一方更受欢迎。同时,没有一个功放是万能的,它可以推送很多不同参数的耳机。
我非常希望所有耳机都能像farrel一样,用最好的前端来PK,可惜口袋里的钱不同意。放一张F壕的图。
情商靠谱吗?
EQ是用来调节音效的工具。为了得到监听效果,让耳机的频响曲线更直,音频工作者会相应调整EQ,最终达到目的。应该说是好事。下图是传统的EQ均衡器,每个频域由一个电位计控制。
现在EQ通过DSP算法改变相应频域的声音。理论上,除了频域的响度,应该没有其他变化(量感)。但实际情况改变了太多原声的元素,并不是音乐录制者想要传达给听众的原声。
见下图奥菲X7的均衡器调节。我将所有频域(频率每增加一个八度)统一调整为6db。在这里,你可以简单地把它看成6db的音量。按理说,EQ的效果是音量调低6dB时,可以获得和打开EQ前一样的听感。而且在31Hz以下和16000Hz以上应该是明显的滚降,但实际上低频增加了,高频明显更亮了。所以我不是很相信这些选手的数字情商算法,但是通过相应的调整来暂时弥补听感还是可行的。
分贝:人们往往认为dB分贝只是简单的音量测量单位,其实不然。这只是dB在日常生活中最常见的体现。DB实际上是实际值和参考值的比例倍数关系。公式是?DB=n*lg(实际值/参考值),当DB需要表示声功率或电功率的比值时,N=10dB需要显示音量(声压级)或电压电流比时,n=20
所以理解dB很容易也不那么容易。我们先来复习一下高中数学:
正数在科学记数法中表示为一个整数的小数和10的整数次方的乘积,然后取常用对数。
例如:LG 200=LG(10 ^ 2 * 2)=LG10 ^ 2lg 2=20.3010
lg20=lg(10^1*2)=lg10^1 lg2=1 0.3010
lg0,002=lg(10^(-3)*2)=lg10^(-3)lg2=-3 0.3010
用对数来表示分贝有很多好处。一是将原来的计量单位从1-的个位数降低到100000000的亿位数甚至10000000000的万亿位数,降低到两三位数,书写方便很多;二是因为是常用对数的倍数,单位统一后可以直接加减,省去了乘除的麻烦,分贝单位只能加减,不能乘除;第三,符合人体迟钝的听觉。
先说声级。
响度是声音或噪音的另一个特征。压力可以用来表示声音的大小。压力大时声音大,压力小时声音小。但是使用压力单位Pa Pa就很不方便了,因为日常生活中经常可以听到20到200,000,000 Pa的声音。写这么多位数不方便,用dB来表示更合适。公式SPL=20*lg(实际值/参考值)。由于20微帕斯卡(Pa)是人类能听到的最小声音,所以规定为参考值,20微帕斯卡(Pa)的声音大小为0 dB。有意思的是,平时我们可能会觉得从0 dB提高到10 dB和把音量从10 dB提高到20 dB是一样的,但其实不是。10 dB是63.244微帕斯卡,20 dB是200微帕斯卡,所以从10 dB增加到20 dB增加了140微帕斯卡的压力,而从0 dB增加到10 dB只增加了40微帕斯卡以上的压力。
那我们就来说说敏感度吧。这个之前已经说过了,也挺好理解的。有两种不同的单位标准,即dB/mw和dB/Vrms。90dB/mw是指负载1mw时,耳机发出90dB的音量。90dB/Vrms是指当加载1Vrms的电压时,耳机产生的声压级为90dB。
先说左右声道的分离度,动态范围,信噪比。
这些基本上都是描述有效信号功率的比重指标,所以也用dB表示。
左右声道的分离度是指左声道的信号对右声道是串扰,右声道的信号对左声道是串扰的程度。技术上来说,肯定是左耳听不到右声道的声音,右耳听不到左声道的声音更好。一般玩家可以达到70dB左右的分辨率。这是什么概念?通过公式运算,右声道的十分之一功率会传输到左声道,左声道的十分之一功率会传输到右声道。这个70dB的分离完全够用。你去看现场演唱会,坐在观众席里的分离只有60dB。
动态范围是指静音状态下的功率与最大不失真功率的比值,这是测试设备输出的有效功率范围,更重要。普通DAC芯片可以达到110dB-120dB的动态范围。如果低于100dB,性能可能会差很多。
信噪比是指噪声功率与信号功率的比值。基本上,这个HIFI解码产品可以达到110dB以上,这意味着你可以听到大约十亿分之一的噪声信号。不知道金耳朵能不能听到这个。
最后说一下增益。通常我们在设备中经常会看到增益XXdB或者-XXdB。这个dB分贝是什么意思?这个分贝其实指的是输出功率的倍数。主要以dB为单位描述,方便加减计算。如果增益从0dB调整到5dB,即输出功率增加5-0=5dB,按公式5dB=10*lg(实际值/参考值)计算,比默认输出功率高3.1622倍。
来自pixnet

其他教程

pr 达芬奇 调色(pr调色和达芬奇调色哪个好)

2022-8-31 5:10:56

其他教程

经济学家撰文力挺蚂蚁金服(从经济法角度分析蚂蚁金服)

2022-8-31 5:13:01

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索