一枚使用鍍鈦振膜的耳機(jī)單元
振膜：動(dòng)圈耳機(jī)核心的發(fā)聲部件
在我們初中的物理課本當(dāng)中，有講過(guò)揚(yáng)聲器的發(fā)生工作原理，只不過(guò)在教科書當(dāng)中是以音箱的揚(yáng)聲器為例子介紹的，那么動(dòng)圈式耳機(jī)單元的工作原理，又有哪些不同呢？其實(shí)本質(zhì)上講，動(dòng)圈式耳機(jī)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(guò)輸入帶有電平的模擬信號(hào)，通過(guò)磁鐵帶動(dòng)線圈振動(dòng)，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(shí)按照專業(yè)的說(shuō)法來(lái)講，應(yīng)該叫做“振動(dòng)板”，因?yàn)檫@個(gè)“板子”它非常的輕薄，因此直觀地來(lái)講，我們將其稱之為振膜。
一個(gè)動(dòng)圈式揚(yáng)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(huì)或多或少有些區(qū)別。拋開(kāi)耳機(jī)的腔體結(jié)構(gòu)、佩戴結(jié)構(gòu)等方面，就說(shuō)單元本身的話，振膜對(duì)于一款耳機(jī)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(shuō)一款振膜的好與壞，決定了耳機(jī)單元本身的好壞，從而也會(huì)很大程度上地影響一條耳機(jī)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(jī)的振膜好與壞呢？一般來(lái)說(shuō)，振膜材質(zhì)、表面設(shè)計(jì)、腔體配對(duì)等方面都會(huì)決定著振膜的好壞。
索尼ZX700頭戴式耳機(jī)的振膜
什么樣的耳機(jī)振膜才是好振膜？
先不說(shuō)看著讓人眼花繚亂的振膜材料，先放出一個(gè)設(shè)想：什么樣的耳機(jī)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(hào)轉(zhuǎn)換為聲音的媒介和紐帶，那么振膜設(shè)計(jì)的好與壞，就直接影響到最后耳機(jī)本身聲音品質(zhì)輸出的音質(zhì)特性。當(dāng)然，如何衡量一款耳機(jī)振膜的好與壞，首先要看振膜本身是否符合動(dòng)圈式耳機(jī)揚(yáng)聲器的性能指標(biāo)，因此我們目前可以看到的耳機(jī)振膜，都是按照動(dòng)圈式耳機(jī)揚(yáng)聲器本身的特性所針對(duì)設(shè)計(jì)的。
因此根據(jù)揚(yáng)聲器主要的一些電聲性能指標(biāo)（失真、阻抗、頻響等）來(lái)看，一款優(yōu)秀的、理想的耳機(jī)振膜，應(yīng)該具備：質(zhì)量密度要相對(duì)較小，從而讓振膜本身更加輕量化；材料力學(xué)楊氏模量相對(duì)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(dòng)過(guò)程中發(fā)出的不必要雜波，帶來(lái)失真。
將振膜從耳機(jī)單元上單獨(dú)取下
因此我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這似乎是一個(gè)異常矛盾的問(wèn)題，如果說(shuō)要輕量、更輕薄，那么振膜本身的剛性就不會(huì)有特別大；如果說(shuō)要?jiǎng)傂源�，那么和輕量化好像就沒(méi)什么關(guān)系。所以對(duì)于耳機(jī)振膜來(lái)說(shuō)，要盡可能的兼顧這兩種要求，就需要從兩個(gè)思路上首先入手：一是振膜本身的力學(xué)設(shè)計(jì)，二是振膜的材料特性
所以你可以看到大部分的耳機(jī)單元振膜都會(huì)在周邊設(shè)計(jì)一圈“加強(qiáng)筋”，從而增加膜片的剛性，但是不同設(shè)計(jì)的加強(qiáng)筋、球頂?shù)炔糠郑紩?huì)帶來(lái)聲音不太一樣的表現(xiàn)，因此單獨(dú)開(kāi)發(fā)出一款性能優(yōu)異的耳機(jī)單元需要通過(guò)大量的測(cè)試、數(shù)學(xué)模型論證、裝配配對(duì)等環(huán)節(jié)，這也就無(wú)形中增加了耳機(jī)的成本。
也有部分不帶加強(qiáng)筋的耳機(jī)振膜
材料：動(dòng)圈式耳機(jī)振膜性能提升的一絲曙光
我們之前的文章已經(jīng)說(shuō)過(guò)，目前動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的發(fā)展技術(shù)已經(jīng)走入了一個(gè)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(shí)候，能再進(jìn)一步提升動(dòng)圈式揚(yáng)聲器性能的思路，或許就是對(duì)振膜材料進(jìn)行入手，所以不同的材料也有著不同的性能、風(fēng)格，這也就帶來(lái)了耳機(jī)廠商們宣傳的各種各樣的振膜。
從振膜材料方面來(lái)看，耳機(jī)振膜共分為：紙漿類、高分子類、復(fù)合類、金屬類，而采用紙漿類振膜的耳機(jī)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(fù)合振膜，一般來(lái)說(shuō)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(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)。因此對(duì)于耳機(jī)振膜來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的仍然是以高分子材料為主的PET振膜。
Earpods采用的正是復(fù)合類振膜
隨著材料學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，目前中高端耳機(jī)產(chǎn)品的振膜往往都會(huì)采用復(fù)合類振膜，也就是所謂的“生物復(fù)合振膜”、“鈦金屬振膜”以及“碳納米管振膜”，這種振膜都會(huì)使用1-2種材質(zhì)共同設(shè)計(jì)打造，比如振膜邊緣負(fù)責(zé)低頻的部分就會(huì)使用PET材質(zhì)，而金屬膜片對(duì)高頻的瞬態(tài)、細(xì)節(jié)表現(xiàn)更好，則出現(xiàn)在振膜中央球頂?shù)奈恢谩?BR> 當(dāng)然還有一部分非常舍得“堆料”的產(chǎn)品，會(huì)使用一些稀有金屬來(lái)制作耳機(jī)的振膜，這種振膜我們就稱其為“金屬振膜”，比如法國(guó)著名的HiFi音響品牌Focal（勁浪）旗下售價(jià)2萬(wàn)多元的耳機(jī)Utopia，就采用了含有劇毒、危險(xiǎn)性較高的Be鈹金屬振膜，當(dāng)然在合理的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)保護(hù)后，是不會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)的。鈹這種材質(zhì)就很好地詮釋了質(zhì)量小、剛性強(qiáng)的特點(diǎn)，非常符合耳機(jī)振膜生產(chǎn)，但是無(wú)奈成本非常高昂。
Focal的旗艦頭戴式耳機(jī)，采用純鈹金屬振膜
雖然只有高端耳機(jī)才能用得起鈹金屬振膜，但是中低端耳機(jī)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(jī)上出現(xiàn)過(guò)。而近些年隨著碳納米管技術(shù)的進(jìn)步，鍍有碳納米管的耳機(jī)振膜也開(kāi)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(jī)出現(xiàn)，這種材質(zhì)的振膜密度與金屬鈹相當(dāng)，而楊氏系數(shù)為鈹?shù)?.4倍，聲導(dǎo)速則是鈹?shù)?.5倍，數(shù)據(jù)上并不輸于鈹金屬振膜單元。
當(dāng)然對(duì)于大部分低端動(dòng)圈耳機(jī)來(lái)說(shuō)，仍然是采用最普遍的PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯），并且也是很多復(fù)合振膜的基材，它的聲學(xué)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(yīng)，因此受到了很多耳機(jī)廠商的喜愛(ài)。
采用PET振膜的耳機(jī)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(fèi)者傳達(dá)一種“振膜好，所以聲音好”的感覺(jué)，宣稱使用了XX振膜就可以帶來(lái)比XX耳機(jī)更好的聲音表現(xiàn)，但事實(shí)果真如此嗎？其實(shí)并不見(jiàn)得，因?yàn)檎衲るm然是耳機(jī)單元本身的核心組件，但耳機(jī)本身并不是只靠單元就可以發(fā)出好的聲音的，因?yàn)槎鷻C(jī)是一個(gè)環(huán)環(huán)相扣，相互搭配的整體。
我們?cè)谥暗奈恼轮杏薪o大家科普過(guò)關(guān)于耳機(jī)腔體對(duì)聲音的影響，但也說(shuō)并不是腔體就能決定耳機(jī)的聲音。耳機(jī)單元振膜也亦如此，很多廠商在宣傳自己的耳機(jī)產(chǎn)品振膜的時(shí)候，總會(huì)有意無(wú)意地向消費(fèi)者傳達(dá)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(shí)這是一種心理暗示罷了。
某耳機(jī)品牌的振膜宣傳
即使兩款耳機(jī)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(lái)的聲音風(fēng)格、聲音表現(xiàn)也不會(huì)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(jī)的聲音表現(xiàn)，通過(guò)看振膜材料來(lái)判斷耳機(jī)的好壞是一個(gè)非常主觀且臆斷的方式，至少就目前來(lái)看，并沒(méi)有某款耳機(jī)振膜是最完美的，因?yàn)閯?dòng)圈耳機(jī)本身就有著很多無(wú)法避免的先天性缺陷。
所以那些看起來(lái)琳瑯滿目、各式各樣的耳機(jī)振膜，只是為了能給動(dòng)圈耳機(jī)本身帶來(lái)更好的聲學(xué)性能，從而達(dá)到廠商為這款耳機(jī)所賦予的聲音表現(xiàn)。如果真的有一天當(dāng)一款采用了XX振膜的耳機(jī)都能被吹上天的時(shí)候，那就是耳機(jī)行業(yè)最悲哀的時(shí)候。如果你對(duì)這篇文章有任何意見(jiàn)或看法，歡迎在下方留言區(qū)與我們交流探討。
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