【个人见解】耳机所需的控制力是什么？

幽灵姐

控制力宏观上可以理解为对耳机振膜、声音收放的驾驭能力。


实际上中高阻耳机和低阻耳机需要的控制力也是不同的。中高阻耳机由于抗阻很大很难形成较大的电流，所以耳放只需要足够的电压压摆不需要产生太大的电流就能驱动振膜，也就是振膜只要靠大电压压摆就可以吃到“力”的，所以中高阻耳机的需要的控制力主要是指电压压摆跟随信号随动的线性能力强弱。低阻耳机由于抗阻小，负载加到单元上会产生很大的电流，它的振膜更需要靠高效率的瞬时电流来驱动和维持振膜的震动和抑制，也就是振膜是靠大电流来吃到“力”的，所以低阻耳机的需要的控制力是指电流瞬时大小跟随信号随动的线性能力强弱。也就是说低阻耳机的驱动特征实际上更接近于功放的驱动特征。


本质上电流虽然都是由加到单元上的电压除以电阻（欧姆定律）产生的，但是由于单元抗阻特征不同，所以在有限的成本里，高阻耳机和低阻耳机需要设计出的最佳耳放的架构也理应不同。低阻耳机的耳放必须拥有强大的电源储备、超低内阻。像812、TH900那种磁通量很大的单元，像手机电脑和便携播放器都能推出足够的声压。但是如果把高阻耳机的耳放运用到低阻耳机上面，耳放强大的瞬时压摆能把振膜瞬间推开，但是高阻耳放并不具备低阻耳放的超低内阻和强大的电源储备能力，振膜是靠一瞬间的大电压压摆推开了，但是后续的电流已经上不去了，振膜就开始一瞬间能吃到“力”，后续电流上不去振膜吃不到“力”，声音马上就失真了。所以低阻耳机搭配耳放所感受到声音的“冲”、“过推”，就是指这种情况。


实际上根据半导体器件不可能是绝对线性的物理特性，再加上电阻这个物理学上对电流的固有阻碍，想获得接近完美的电流线性是绝对不可能的。要设计出一款电流瞬时大小跟随信号随动的线性能力很强的耳放远远要比设计出一款电压压摆跟随信号随动的线性能力很强的耳放要难很多很多，需要的成本也高很多！



纯个人见解，欢迎各抒己见和拍砖~

可曾记起爱

顶一下

kidbaron

对于幽灵姐敢于用科学理论解释这种经验谈还是很佩服的，也很有道理，能给搭配耳放带来启示。

不破不立

希望坛里的技术大佬都来一起讨论这个问题

okcomputer

吃到力，很大电流，一瞬间，这些基本上都是脑海里的空想，也没有科学依据，属于玄学

耳放就是一个机器，没有主观能动性去控制别的东西，控制力属于声音失真和染色

幽灵姐

okcomputer 发表于 2019-6-23 00:52
吃到力，很大电流，一瞬间，这些基本上都是脑海里的空想，也没有科学依据，属于玄学

耳放就是一个机器， ...

我不同意你的观点，但我尊重你提出的不同观点。

金牌搅史棍

这不是什么玄学，高电压与大电流在传统放大器里面是一个很难调和的一对矛盾，因此出现了A、AB、B类等不同特点的放大器特性方案。正如1楼的观点，我是比较认同的。

okcomputer

可以仔细去听一下自己周围真实的声音，感受一下是否有控制力很强这种感觉

还有耳机这种需要的功率很小，经常说大动态来了如何，找一个能测功率或电流的设备，去观察一下到底有多大的变化

xzhfire

releaf的e1就是通过调节电流来控制的，可以了解一下，可惜太贵了，在国内也还没有代理商

phoexi

了解一下负反馈

frankivc

我之前曾想过，在发声单元上能否用上类似于相控阵的原理。由成千上万个小的具有各自单独驱动模块的振动单元放在一起去近似一张连续的振膜（有点像LED屏像素点那样），然后根据真实连续振膜在音频信号激励下的理想振动特性（或更加根本地，根据真实声源物体或物体组合在发出声音时产生的振动特性），协同控制各个微元，使其振动的叠加能够还原出原始的发声情境。

每个微元的振幅，根据它所处在整体阵列中的相对位置，设定不同的行程范围限制；并且由于微元本身面积足够小，其内部可以看做均匀一致的。这样单个微元的控制就相对简单。于是在驱动方面，把一个耦合的复杂问题拆分成许多个简单的问题。

不知实际中是否存在这样的设计。

天空上尉

我看就是失真

lobo727

frankivc 发表于 2019-6-23 15:58
我之前曾想过，在发声单元上能否用上类似于相控阵的原理。由成千上万个小的具有各自单独驱动模块的振动单元 ...

据我所知类似这样的先进驱动技术已经存在,传说今年的深圳发烧友聚会可以见到真机,个人意见仅供参考

tts43

lobo727 发表于 2019-6-23 18:05
据我所知类似这样的先进驱动技术已经存在,传说今年的深圳发烧友聚会可以见到真机,个人意见仅供参 ...

不存在，目前最先进的莫过于军舰上面的有源相控阵雷达，也就几百上千个发射单元吧，几万个？直接卖给美军吧比卖个发烧友值钱多了。

tts43

frankivc 发表于 2019-6-23 15:58
我之前曾想过，在发声单元上能否用上类似于相控阵的原理。由成千上万个小的具有各自单独驱动模块的振动单元 ...

现在的录音就两三个麦克风，还原每个点位的状态？你不但需要相控阵回放，还要在录音时使用相控阵录音。难度不大，估计就比造航母难一点而已。

kugongzi

转发一下，欢迎讨论。
。
1. 胆机的控制力并不完全是阻尼系数的关系，阻尼系数只是控制力中的一个因素，阻尼系数是一个物理概念，他仅仅指功率放大器对扬声器单元震动的控制能力，一般是指对低频单元的控制能力。而我们说的“控制力”，是一个通俗的说法，电声学上并没有这么一说。换句话说：发烧友说的 “控制力” 不仅仅包括阻尼系数，还包括大功率输出的时候，功率放大器的失真情况，如果失真很大，整个音场散乱，高音毛刺，声音不够稳健，火气大，嘈耳朵，这些都是控制力不佳的表现，其实就是失真大。


2. 胆机阻尼系数之所以比晶体管低，和它用输出变压器关系不大，输出变压器的作用是进行输出阻抗转换，以便让功率管子的输出阻抗和负载（喇叭）匹配，让功率尽量多的传输给负载（喇叭）。

3. 胆机的阻尼系数比晶体管要低很多，主要是因为胆机的功率管内阻比晶体管要高很多。
正如 jlchen 兄弟所说：三极管由于内阻要比四，五级管低很多。2A3/300B/211/845/805都是属于三极管一族。而El34/EL84是五极管。KT88/KT66/6L6/5814/KT90/KT100/6V6/等属于束射四极管。电子管的阻尼系数，在不加负反馈的时候：三极管一般是2.5-4.5。多极管标准接法一般在0.1-0.15，在超线性接法的时候有1-1.5，由于一般的放大器都要施加负反馈，所以阻尼系数一般都会有近10倍的提高。这里需要注意，负反馈虽然能提高胆机的阻尼系数，改善失真，拓宽频率响应。但过深的负反馈却会压缩动态和降低瞬态特性。所以有个“度” 的问题。

4. 胆机的阻尼系数 DF一般是输出变压器的初级阻抗除以功率管子屏极内阻，所以，从这里可以看出，我们在制作胆机的输出变压器的时候，可以把输出变压器的初级阻抗值取得略微高点，不但有利于降低失真，还能适当的提高阻尼系数，增加对低频单元震动的控制能力。


综合以上几点，单端甲类输出的胆机，其阻尼系数比多极管推挽输出的要高很多，尤其在加上适当的负反馈后，可以达到20-40。如果2管并联，可以再翻倍。所以这就是为什么单端甲类输出的胆机，其低频表现明显优于EL34/KT88等推挽输出胆机的原因。这里还需要指出一点：功放的阻尼系数并不是越高越好，而是要和扬声器匹配，只有匹配，才不会出现 “过阻尼” 和 “欠阻尼” 的现象。这是商家最容易误导发烧友的地方。过高的阻尼系数反而会让低频量感减少，紧，缺乏弹性。

stmonk

控制力实际是带载能力。如果耳机是纯阻性的，楼主的分析就对。可实际上是抗性的，这样导致放大器输出的电压与电流的相位就不一致，而且这种不一致还是随着频率变化。负载阻抗越大，变化率越小。
我个人理解，影响控制力的主要因素是放大器的输出阻抗与耳机/音箱输入阻抗的匹配性，当阻抗匹配时，耳机/音箱的输入电压、电流虽然有相差，但幅值都是随音乐本身变化，失真最小或者说负载效应最小！所谓的匹配不是指放大器输出阻抗与耳机/音箱的输入阻抗完全相等，实际上两者只需要是比例关系即可。换句话说，就是两者的阻抗相频特性相同即可。

幽灵姐

stmonk 发表于 2019-6-23 21:06
控制力实际是带载能力。如果耳机是纯阻性的，楼主的分析就对。可实际上是抗性的，这样导致放大器输出的电压 ...

对，这确实是。我说的确实没考虑抗阻变化这个问题，如果考虑抗阻变化这个问题就会复杂很多了。

stmonk

耳机/音箱的输入阻抗大致可分为三部分：纯电阻、纯电抗、机械能损耗。纯电阻的阻值不会随频率变化，但也是最无用的部分，它把输入电能转化成热而损耗掉了。纯电抗部分的阻抗值是随频率线性变化的，虽然本质上不损耗能量，但却容易破坏相位。机械能损耗部分主要是指音圈的机械振动，其中只有一部分转换成声波，其余大部分也由机械振动转换为热损耗掉了，而且这部分的阻抗也是随频率变化，但它随频率不是线性变化，因此导致输出声音失真。这也是为什么一个HIFI系统的中耳机/音箱是最关键的原因，或者说为什么HIFI非常强调系统搭配，实际就是努力让音源、前级、后级以及传输线合成等效的输出阻抗特性与耳机/音箱的机械能损耗部分相匹配。
理论上有一种非常复杂的方法实现真正的耳机HIFI系统，即先精确测量耳机的频响（幅频与相频特性），然后再精确测量音源、前级、后级以及传输线合在一起后的等效传输频响，用两个频响的比值作为预失真滤波器参数，在转盘中对音乐码流进行滤波预失真处理。对于音响系统就很难办了，因为音响的频响是空变的，即每个听音位置都不一样，而且最主要的是，受听音环境的影响非常严重，即使相同的听音位置也会由于听音环境的变化导致不同频率的驻波特性发生变化，而引起明显的频响变化，只能去试才能提升听音品质。

aan308

个人理解：
1，“控制力”其是贴近HIFI圈的一个概念（或是说一种说法），楼主的解释更贴近“驱动能力或是“推力”的解脱。
当然后面也有大佬们提出这样的驱动力不是线形的，也不是一尘不变的，相反是按音乐中音量（声压）的大小一直变化的。

2，按比方来说，如果拿驱动斩来类比汽车的“马力”话。那么汽车的控制除了马力变化（油门大小），那么还有制动，波箱，方向盘（方向助力）......都可以拿入对汽车控制力综评。
那么，HIFI中所说的控制力，除了驱动，也应该综评在播放音乐时，“控制声压不断变化的能力”。如大音量时的失真，小音量（细节）的准确（如，我们常常说“听到更多的声音”，更多的声音不一定就有着准确的音色、准确的指向）。
3，最后，个人觉得对HIFI的理解，不应该只在物理（或是说理科）上来解说。物理是基础，HIFI的最终是审美（好听）。我们说一套系统的低频好，不仅仅是那一下鼓声有瞬间（瞬态）带多大的的冲击（声压）。而从鼓槌落在鼓皮上的落点开始，到鼓皮的振动；鼓槌的收起，鼓声的残响......，这一切的综合能带来审美，我们可以说这个套系统的控制力好。