你每天戴上无线耳机时,可能从未想过耳机内部究竟藏着什么,但里面集成的技术量着实令人叹为观止。无论是哪款型号,所有无线耳机都有一个共同点:它们都配备了驱动单元。驱动单元有多种类型,其运动方式和所用材料各不相同。每种驱动单元都有各自的优势与短板,并会对耳机的整体表现产生显著影响。那么,哪种驱动单元最好?或者说,哪种最适合你?

驱动单元的基本原理

驱动单元也称换能器,是无线耳机内部的微型扬声器,能够响应来自音频源的电信号而产生振动。这些快速振动在空气中产生压缩和稀疏交替的变化,最终被耳朵和大脑解读为声音。

为无线耳机设计驱动单元面临着相当大的技术挑战,包括微型化、功耗效率、制造复杂度和成本控制。目前市场上主流的四种耳机驱动单元类型分别是:动圈、动铁、平面振膜和微机电系统(MEMS)。各大厂商正在探索颇具创意的解决方案,力求让每种驱动单元发挥出最佳音质。

在探讨哪种驱动单元最优之前,先来了解一下各类型的核心优势与明显短板。

动圈驱动单元

尽管存在重要差异(尤其是尺寸上的差别),动圈单元本质上是全尺寸扬声器驱动单元的微缩版本。动圈单元由振膜、铜线绕制的音圈以及磁铁组成。当音频信号传入音圈时,音圈带动振膜运动,压缩空气形成声波。悬挂系统随后将振膜拉回原位,准备进行下一次振动。

动圈单元是目前最为普遍的耳机驱动类型,能够呈现平衡顺滑的音色,具备扎实的细节表现和有力的低频。不足之处在于,高频的"光泽感"可能不如某些其他类型的驱动单元,且在较高音量下容易出现失真,使音乐听起来浑浊。

尽管影响因素较多,但动圈单元在重现全频段音频方面的能力,通常使其成为主动降噪功能的最佳选择。

以索尼WF-1000XM6真无线耳机为例,其振膜采用多种混合材料制成,边缘柔软且带有缺口设计,中心部分则极为坚硬。索尼高级产品经理平本洋亮表示,这有助于"控制驱动单元边缘的高频谐振",并"支持驱动单元在整个工作范围内的稳定运行"。简而言之,这种设计能够抑制不必要的频率"波峰",从而降低失真、增强低频控制力、提升高频清晰度,并改善主动降噪效果。

骨传导驱动单元是动圈单元的一种变体,也可以视为独立的类别。骨传导单元不通过空气传递声音,而是顾名思义——通过头骨传导声音。这听起来或许有些奇特,但好处在于耳道保持开放,不会与外界环境隔绝。Shokz是最知名的骨传导耳机品牌,其他厂商则推出了完全骨传导方案或将骨传导驱动单元与其他类型驱动单元结合的混合设计。

动铁驱动单元

动铁驱动单元由Hugh Knowles于20世纪50年代发明,最初应用于助听器。其结构由一块通过驱动针连接到细小金属簧片(衔铁)的硬质振膜以及音圈组成。衔铁悬置于两块磁铁之间,当电信号通过音圈时,磁铁驱动簧片振动,进而带动振膜产生声音。

动铁单元通常具有出色的高频延伸和整体清晰度,非常适合多种声学流派,但其微小的尺寸导致低频响应相对动圈单元偏弱。因此,许多配备动铁单元的耳机同时搭载动圈单元以弥补低频不足,这一点稍后会详细介绍。

平面振膜驱动单元

平面振膜单元拥有一块嵌入导电材料的平面振膜。当电信号通过嵌入的导体时,振膜一侧的磁铁快速且均匀地驱动振膜运动,从而在理想状态下将失真控制在最低水平,同时呈现出出色的清晰度。平面振膜单元在性能上往往优于动铁单元,尤其在低频表现方面,但也存在重量较大、对本就有限的耳机电池消耗更多的问题。尽管音质表现出色,但综合因素导致平面振膜单元在主流耳机中并不多见。

MEMS驱动单元

微机电系统驱动单元代表着微型化技术的最新成就,其设计理念与传统驱动单元截然不同。振膜本身由极薄的压电材料构成,仅需电信号即可产生形变并发声,无需其他辅助结构。MEMS单元在高频表现上具有明显优势,低频相对较弱,但近年来技术的进步已使MEMS单元能够覆盖全频段。

调音目标:什么才是"好声音"?

为了让耳机听起来出色,厂商会对驱动单元进行调整、优化耳机外形,并调节数字信号处理算法,以期达到理想的音质效果。但对于普通用户而言,什么是"好声音"?许多公司在这一问题上投入了大量时间和资金加以研究。

哈曼公司旗下拥有AKG、JBL等知名品牌,通过对数百名有一定音乐素养及普通听众的聆听测试,确定了一条大多数人认为悦耳的目标曲线。将耳机调音向该曲线靠拢,可以提高大众用户对音质满意度的概率。部分厂商参考这条目标曲线调校自家耳机,另一些厂商则制定了符合自身用户偏好的专属目标曲线。

动铁单元制造商楼氏电子(Knowles Corporation)开发了楼氏首选聆听响应曲线。该曲线基于对200首Billboard热门歌曲及一组具有不同程度正常年龄相关性听力损失(包括无听力损失)的听众的研究,得出结论:大多数人偏好在约10kHz以上进行高频提升——这一频段涵盖人声齿音和铙钹等嘶嘶声,常被描述为音乐中的"空气感",也是听力损失最常发生的频段。楼氏将这条目标曲线应用于旗下众多知名制造商客户的调音指导中。

混合驱动设计:兼顾各方优势

每种驱动单元类型各有优势和支持者,而一些新款无线耳机开始采用混合驱动设计,力求融合各类驱动单元的优点。混合设计将动铁、平面振膜或MEMS单元在高频方面的优势与动圈单元在低频方面的表现相结合。Status Pro X、倍思Inspire XC1和EarFun Air Pro 4 Plus等耳机将动铁单元与动圈单元相结合;创新科技的Aurvana Ace 3将MEMS高音单元与动圈单元搭配使用;摩托罗拉Moto Buds 2采用平面振膜与动圈单元的组合以实现类似目标;Noble Audio FoKus Rex5更是更进一步,每只耳机内置一个动圈单元、一个平面振膜单元和三个动铁单元。

出于续航和成本考量,主流耳机未来可能仍以每只耳机单动圈设计为主,但混合驱动设计有望在高端和发烧友级耳机中得到更广泛的应用。

Q&A

Q1:动圈、动铁、平面振膜和MEMS这几种耳机驱动单元有什么区别?

A:动圈单元最常见,音色均衡、低频有力,适合降噪耳机;动铁单元高频清晰、细节丰富,但低频偏弱;平面振膜单元失真低、声音清晰,但偏重且耗电;MEMS单元是最新技术,极度微型化,高频表现优秀,近年来已能覆盖全频段。每种单元各有优缺点,适合不同使用场景和音乐类型。

Q2:哈曼目标曲线是什么?为什么很多耳机品牌都参考它调音?

A:哈曼目标曲线是哈曼公司通过对数百名听众进行大规模聆听测试后得出的一条音频均衡曲线,代表大多数人认为听感最舒适的频率响应。将耳机调音向该曲线靠拢,能提升用户对音质的接受度和满意度,因此被众多耳机品牌用作调音参考标准。

Q3:混合驱动耳机比单一驱动耳机音质一定更好吗?

A:不一定。混合驱动设计(如动圈+动铁)理论上可以兼顾高频清晰度与低频力度,在高端和发烧友级耳机中表现突出。但混合设计增加了制造复杂度和成本,调音难度更高。对普通用户而言,一款调音出色的单动圈耳机完全可以提供非常满意的听音体验。

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