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好坏耳机的差别,测试一款耳机的硬性指标!

2018-03-15 由 意志蜗牛 发表 33

其实其实,音质一直都是一个很主观的东西,每个人都有每个人的品味,都有自己喜欢的倾向,所以这事儿很难说。当我们开始需要选择一款耳机时,最多也就能看看网上牛人的测评,其中不免有很大一部分存在着商家的宣传等等,总之这个圈子不管是国内国外都存在着一个问题,枪手太多,不管是 HEAD-FI 还是耳坛。

所以说当我们还没试听过一款耳机时,很容易被各种忽悠。但是各个厂商在发布新产品的时候,当然每个耳机都会有一些硬性的指标,测试时也当然不会是通过什么传说中的金耳朵在生产线的一头告诉老板是好是坏。

所以客观的数据是存在的,只是要通过相当昂贵的测试仪器才能得到,所以这些数据可以说比什么测评听感之类的要客观很多,虽然他代表不了一切,但就像一个电视屏幕的分辨率一样,这些是硬性指标。

第一步:选择 1-4 款准备测试或对比的耳机

第二步:选择数据类型(频率响应,失真,阻抗,隔音 / 屏蔽,500Hz 方波响应或 50Hz 方波响应‘),下边是说明,都是大白话,小白第一次看懂个八成一点问题没有。

第三步:点击绘图按钮得到数据对比图

现在来看看以下几种数据类型的主要用法

一、频率响应(Frequency Response)

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1. 什么是频率响应?

频率响应是衡量耳机回放所有频率(20Hz~20kHz)的能力。简单而言,图中横坐标左边是低音,右边是高音;纵坐标是响度,用 dB 来衡量,曲线中某个点意义是在某一频率下的响度是多少。

理论上,一只完美的耳机应该是在图表内 0dB 处拉出一条直线。如果曲线在左边拔高了,右边压低了,那么这个耳机会被认为是拥有强劲的低音。如果曲线在左边压低了,右边拔高了,这个耳机可能会拥有“明亮”的声音。

2. 如何测试频率响应?

为了完成测试,会用同一电平下全频率扫描的声音来驱动耳机。然后,通过一组非常专业而且昂贵的模拟人头录音设备 * 来记录耳机的声音。之后,会使用一种音频修正曲线(audio correction curve)用来去头部相关传输函数 ** 的影响(译注:我理解是将耳廓绕射和耳道频率振动等等的影响去掉),最后得到精确的产品频率响应数据。

3. 如何解释这条曲线?

一个“声音自然”的耳机应该在 40Hz 到 500Hz 之间的低音处有稍微的增强(大概是 3 到 4dB)。这种补偿的原因在于,耳机不会像音箱那样让你体会到声波的物理冲击。所以,为了达到自然的声音,需要对低音进行补偿。

同时,耳机也要在高音进行截断,用来降低单元过于靠近耳朵所带来的影响,曲线最好是从 1kHz 到 20kHz 拉出一条向下平缓的曲线(降低 8-10dB)。你会看到图表在高频会出现很多锯齿状的起伏(波峰和波谷),这种情况完全正常,这可能由于外耳道对声音的影响。

在理想状态下,这种频率响的起伏应该小而平均。如果在 3kHz 左右出现大的起伏通常意味着耳机的响应比较差,或者是看作一种音染。实际上,在 2kHz 到 8kHz 出现小幅的下降也是可以接受的。

二、失真(Distortion Products)

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1. 什么是失真?

比如说播放 500Hz 的单音时,应该只能够听到单个的音调,但是如果耳机表现是“非线性”的,就会在其他频率做出响应(出现了波峰),这个情况就叫做失真。这种失真会出现在多个基准音测试之中,如图所示,在 500Hz 的基准音之下,除了明显的主信号外,还出现了 3 个依次递减的波峰,这些就是谐波失真。

2. 如何解释这条曲线?

理论上,一个完美的线性耳机应该是没有谐波的,实际上这很难做到。一般意义而言,只要谐波强度随着频率的增加而减少的话,就不会对听音带来干扰。

总的来说,一只声音干净、解析力高的耳机只有少量的谐波失真。当耳机听起来很温润(lush)时,一般认为是偶次谐波(even harmonics)造成的;当出现奇次谐波(odd harmonics)时,声音就会变硬;当带有很多谐波的时候,声音就带有颗粒感。

如何区分偶次谐波和奇次谐波?偶次谐波是指频率为基波频率偶数倍的谐波。案例中,基波频率是 500Hz,那么 500Hz 的偶数倍谐波(2、4、8...倍),比如 1000Hz,2000Hz 就是偶次谐波。如果是奇数倍(3、5、7...倍)的谐波,就是奇次谐波,比如 1500Hz,2500Hz 就是奇次谐波。

在经验上,就算是一些非常优秀的耳机都会出现明显的谐波失真,所以并非说有谐波失真的话声音就会不好(译注:实际上谐波失真被认为可能是每只耳机的“个性”所在)。在这个层面完全是“耳朵收货”。

三、阻抗(Impedance)

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1. 什么是阻抗?

耳机的阻抗是用单位欧姆来衡量耳机在整个频率响应范围内的动态电阻。如图所示,横坐标是频率,也就是常说的 20Hz~20kHz;纵坐标是电阻值。

2. 如何测量阻抗?

通过精确测量耳机在不同频率下电压的变化,就可以计算出耳机的阻抗。

3. 如何解释这条曲线?

曲线的平均高度所对应的阻值就是耳机的阻抗,其中出现一个大的波峰时,通常预示着发生单元共振(driver resonance)的地方。

过去十年的发展趋势是耳机的阻抗逐渐降低。一般而言,越低的抗阻表示越容易到达高的音量。但是,如果耳机的阻抗低于 20 欧姆,可能就需要大量的电流来驱动,反而会变得难推。(译注:存疑,市面上有很多便携耳机 / 耳塞是 16 欧姆的阻抗)

四、隔音 / 屏蔽(Isolation)

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1. 什么是隔音?

隔音用来衡量耳机隔绝外部环境噪音的能力。如果耳机不能削弱噪音的的话,这条曲线应该是平直的。如果耳机能够削弱噪音的话,曲线的数值会在不同的频率之下有不同程度的削弱。

2. 如何测量隔音水平?

首先,在模拟人头 1 米距离外播放粉红噪音,然后模拟人头戴上耳机,测量声谱。最后记录戴耳机与不戴耳机的情况下,在各个频率的声音变化,得出隔音水平。

3. 如何解释这条曲线?

就算是开放式耳机也可以对稍微阻隔 3kHz 的噪音。大多数密封式的可以在几百 Hz 处显著地削弱噪音。主动降噪的耳机有时甚至能够削弱低于 100Hz 的噪音。入耳式耳塞则拥有最好的隔音效果,尤其是舒尔和音特美的产品。

五、500Hz 方波响应(500 Hz Square Wave Response)

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1. 什么是方波?

方波是一种集合很多频率的信号,它的图形表现拥有“平缓”的波峰与波谷,但是波峰与波谷的变换非常快速,因此看起来像方形。方波由无数个正弦波组成的(为基频的奇次谐波),方波测试结果不仅可以测试幅频响应还可以反映出相频响应和瞬态性。

(译注,上面的看不懂的话,下面是正宗的“方波”,耳机的频响曲线越接近方波,就越好)

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2. 如何解释这条曲线?

虽然频率响应图可以看出耳机在每种频率下的表现如何,但是它不能看出耳机在不同的频率组合下面的回放表现。音频信号在高低频之间过渡时间要相等,耳机才能发出连贯而且自然的声音。

500Hz 的方波很容易揭示出耳机的缺陷,如果测试出的图形参差不齐,说明耳机响应不好。这里,图形越平滑,越接近方波越好。

六、50Hz 方波响应(50 Hz Square Wave Response)

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1. 什么是 50Hz 方波?

和 500Hz 的方波图测试差不多,50Hz 方波图的测试耳机在低频的表现。

2. 如何解释这条曲线?

观察曲线在顶部与底部保持直线的距离,就可反映出耳机重现低频声音的能力。当驱动单元较小,或者是耳罩漏音的时候,耳机很难获得好看的曲线。从例子上看,舒尔 SE530 展现了良好的低音表现;天龙 AH-D2000 展现了一个典型而优秀的耳机的曲线;Koss Port-Pro 则说明很多耳机难以做到优秀的低音(译注:好委婉)。

尽管目前还没有看到一款耳机拥有真正平直的曲线,但是入耳式耳塞可以达到非常高的水平,因为入耳式耳机只用驱动耳道内小量而密闭的空气,低音容易控制。有时会在这种图看到很多边缘噪音,但是对比于 500Hz 方波来说,并不十分重要。


* 模拟人头录音设备(Head Acoustics microphone)在 HeadRoom 会依照行业标准,利用模拟人头录音系统去测量耳机表现。这个系统在 HeadRoom 被称为 Wolfgang(译注:莫扎特中间的名字),这个模拟人头拥有像人一样的外耳和耳道,整体使用的材料和人类的皮肤与骨头一样拥有同样的声学表现。耳道的底部是一个经过校准的麦克风,这种麦克风和一般的人的听力相当。