科普贴--耳机和音箱对频响和失真的要求的差异

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近段时间在知乎和贴吧中看见了许多关于耳机曲线的争论，非常欣喜的看见大家对于耳机的曲线和声音的客观和科学的讨论。这是一个非常大的进步，尤其是对立足于做好耳机的厂商而言。但感觉一些网友仍然对耳机曲线完全没有概念，纯凭想向讨论和下结论。希望这篇科普文章能帮助到大家。同时文中也有自己的一些理解，可能不完全对，大家可以讨论，但请不要凭想向下结论、给立场，谢谢！

上一篇系列文章见这个链接：http://www.erji.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2155921&extra=

耳机频响曲线如何看（中）--耳机和音箱对频响和失真要求的差异

对于耳机音箱而言，重现录音都是其基本功能。不能良好的重现录音的耳机/音箱是不能称之为高保真（hifi）的。

要想良好的再现录音，耳机或音箱的失真是造成其无法良好重要的主要原因。而这种失真包括两个方面：一是耳机/音箱的频响曲线不符合理想耳机曲线所带来的音色差异、三频比例的失衡，也就是线性失真；二是耳机/音箱的非线性失真，即互调失真和谐波失真所带来的对录音的扭曲。

对音箱来说，频响所带来的影响相对更为小一些。主要原因是因为音箱的目标曲线要求很简单（消音室内平直），而且国际和国家标准都对高保真音箱频响曲线有详细规定。不满足这个要求的音箱，你可以自称影院音箱，也可以自称多媒体，但不能自称高保真（hifi）音箱。

高保真音箱的频响基本要求是标称范围内+/-3db。这个要求对音箱来说并不高，因为某一个频段两种都满足+/-3db的音箱相差最大可到6db之多，听感上已经是非常明显的差异了。这也是为什么虽然目标曲线一致，标准也一样，但hifi音箱声音仍然风格各异的重要原因。

但如果放到耳机里面，按音特美曲线要求，全世界能达到这个要求的耳机，大约不会超过5条吧，一只手都能数过来！如果是哈曼或gold-ears网站或hrtf的目标曲线，那笔者得遗憾的说，就笔者所知：一条都没有！！（如果有自称可以在全频段满足+/-3db的要求的，请放上曲线来看看，笔者会非常高兴的收回这段话）。因此，那怕只能满足基本的频响高保真要求的音箱，在频响上的失真也优于市面上的所有笔者已知的耳机！

上图为知名的森海塞尔旗舰动圈耳机HD800的频响经golden ears的目标曲线（极度类似哈曼2013）补偿后的频响曲线。可以看出其满足+/-3db仍然是有相当距离的。虽然满足+/-5db问题不大，而HD800已经是只频响非常优秀的耳机了。换成塞子，同样的森海塞尔家的旗舰ie800的频响曲线如下（未经补偿，虚线为目标曲线），大家可以看出，只有可怜巴巴的+/-10db水平。

对音箱而言，非线性失真更为重要。这是因为由于扬声器工作时振动幅度很大，而其线性冲程Imax是有限的，线圈工作在极限状态所带来的失真会很大，总失真常常达到百分之三甚至更多。音箱为了减少这些失真，不得不使用更大的扬声器或用多只单元并列的方式。

就频响而言，实际上，一只6.5寸最多8寸单元的两分频音箱在频响上已经可以覆盖音乐频率所需的范围了。通常音乐重播所需的频响范围一般为40-15k Hz，考虑到极少的低频乐器，重播30hz也足够了。考虑到高频，延伸至30k Hz也足够了。而一只使用现代喇叭单元的6.5寸的两分频音箱可以重播从40-30k+/-3db，在30hz的响应仍然是足够的。在这里科普一下，倒相式音箱的低频衰减大约是24db/倍频，而封闭式音箱低频响应衰减非常慢，一般只有12db/倍频。那为什么要使用更大、更多的喇叭单元，主要是为了减少音箱重播音乐过程中的非线性失真。

实际上，许多旗舰级的大型扬声器系统的低频截止频率并不很低，比如上面这对JBL的经典音箱4429，其频响范围也仅为40-40khz+/-3db水平。而著名的ATC SCM100，其频响仅为65-20k+/-2db而已，而在32hz时，仅衰减了6db！它们采用如此巨大的喇叭单元的重要原因主要是减少失真。

而对耳机而言，由于聆听方式的变化，所需发出的能量很小，振膜需要振动的范围也小，音圈的活动范围远小于单元的线性冲程。因此不仅失真低，高低频响应也好。

上图为ie800耳机的THD曲线，全频段轻松满足低于1%的水平，甚至只有0.1%。而其低频在20hz时完全没有衰减，高频响应动圈耳塞算差的，但满足20k仍然不是事。而小编公司出的自然声NS5，其失真全频段也就0.3%水平（在90db响应时测试结果）。频响可以轻松满足10-40k基本不衰减的要求。

综上所述，对hifi耳机而言，主要的问题是频响曲线不标准所带来的三频不均衡、音色扭曲并带来听感上的不自然。而对hifi音箱而言，主要问题是在低频下潜变好的同时减少非线性失真。

因此，对耳机而言，由于非线性失真很低，通过EQ这种方式实现耳机频响上的调整是完全可行的。某些软件甚至可以让耳机在频响上极度符合理想的耳机曲线，这对听感改善相当明显。但对音箱而言，通过EQ或DSP这些改善频响尤其是低频下潜是很不可取的，因为由此所带来的失真会让原本不佳的非线性失真雪上加霜。在这里哆嗦两句，个人认为，相当多的低端有源监听频响上并没达到高保真的要求，某些中端的在频响上没问题，但非线性失真很大，离hifi的要求仍然是有距离的，原因即是如此。

上条曲线为自然声NS3r耳机的频响曲线，按音特美补偿后的曲线就是下面那条。其可以达到9k前+/-2db水平，对耳机来讲就基本上是极限了。

另外需要指出的是：音箱频响曲线平直是在消室音下的要求！音箱频响曲线平直是在消音室下的要求！音箱平直曲线是在消音室下的要求！

在实际的聆听环境中，由于有直达声和环境反射声，以及聆听距离对高频衰减。我们声学处理较好的听音室聆听时的音箱频响应为低频有所抬升（3-6db），高频逐渐衰减的（这也是哈曼曲线为什么如此的原因）。如果真的在室内听一条完全平直的频响曲线的音箱，那么会有低频略少、高频略多的感觉（这也是为什么很多有源监听音箱不好听的原因之一）。

2bit

音箱和耳机比失真会很难看。