PART 1 耳机知识

此耳机，非彼耳机

文/曾经是九段

对于“耳机”这个词汇，通常我们理解为一对电声转换单元，它接收声频信号并贴近听者耳朵，将声频信号转换为声波。耳机与一般的扬声器不同，它工作时更贴近耳朵，通过专用线材或无线信道与信号源连接。耳机工作时的声音相比开放式扬声器要小得多，并直接传导到听者耳道方向，对周边环境的影响很小，适合在一些较为安静的环境下使用而不会打扰其他人。本书中所指的“耳机”是指专为音乐欣赏而设计的耳机产品。它追求更加高保真的信号还原，完全忠实于音乐回放的再现，并加入了品牌、设计师对于音乐欣赏的理解。喜欢选购这类耳机的用户，我们习惯称之为音乐耳机发烧友。此耳机，非彼耳机。

耳机的历史

耳机历史并不算悠久，但也经过了百年的发展。在第二次工业革命前，因为还没有电，所以肯定不会有耳机的概念。因此，爱好音乐的人们聆听美妙声音的方式也很单纯且高保真，那就是原声，即没有任何干扰，由乐者亲自演奏真实的声音。第二次工业革命完成后，电及电器的出现让这一切都成为历史，爱迪生发明了留声机，它第一次把录制的音乐以非现场的形式通过电声转换设备分享给了爱好音乐及音响艺术的朋友们，开启了全新的音乐回放时代，耳机就是在这种大环境下发明出来的。据传闻耳机的首次出现是在1891年，当时的耳机与音乐回放没有任何关系，它专为通信而生，使用时需要把重达几磅的耳机支在肩头，更像是放在肩膀上的两只音箱。1895年，当时的一些歌剧院开始提供家庭耳机服务，而这种耳机像是放大版的医生听诊器，并且不能被个人用户在家中随意使用。1910年，真正意义的“耳机”出现在了美国，Nathaniel Baldwin在自己的厨房里制作出第一批现代耳机并出售给了当时的美国海军。这幅耳机首次具备了现代耳机的外形，但Baldwin当时只顾赚钱而忘记了继续研发并注册专利。20世纪30年代的德国，Eugen Beyer先生第一次把大型扬声器上使用的动圈换能器（Dynamic transducer）进行缩小、优化，集成进了一对耳罩内，并通过一根可佩戴在头上的横梁连接固定，世界上第一只专为音乐欣赏而制作的动圈耳机面世了！

那一天注定会让众人铭记，Beyer先生邀请了几位好友去他的个人实验室聆听那耳熟能详的《阿依达》唱盘。当所有好友到齐后发现这次的播放设备非常特别，在留声机后面连接的并不是一对硕大的音箱，而是一台外接放大器及放在桌面上的拥有两只半圆形金属耳罩的“怪东西”。更让朋友诧异的是，这只“怪东西”里竟然发出了非常美妙的声音，它完全没有留声机常见的“嗡嗡”杂音，也没有任何电子干扰声，更不会发出失真的高频咆哮，这才是真正的音乐，可能也是《阿依达》录音出现后被回放的最精彩的一次。Beyer先生无不自豪地向各位好友宣布，这只心血之作第一次让人类可以在音乐厅外欣赏到原汁原味的音乐了。

Beyer先生给这只全新发明的耳机取名为DT-48，而当时这只耳机的品牌并不是现今的拜亚动力（Beyerdynamic），而是柏林（Berlin）。这只耳机的频响范围达到了16Hz～20kHz，这在20世纪30年代简直就是难以想象的指标，甚至连当时最精尖的军事技术都未必能做到，所以有传闻当时有的军队曾大范围地使用这只耳机作为情报侦测设备，DT-48凭借自身优异的性能侦测到了其他同类产品根本无法辨别的声音信号，获取了大量有价值的情报。时间跨越到1950年，拜亚动力再次创造历史，推出了人类第一只立体声耳机DT-48S（也有人认为第一只立体声耳机是美国KOSS公司于1958年推出的Koss SP-3），这一发明再次让其领先世界，获得了巨大的成功。直至近70年后的今日，DT-48经典系列依然在售，只不过它经过了进一步改进，使用了更加先进的材料，毫无争议地成为全球销售历史最长的耳机，并被载入史册。

自拜亚动力DT-48问世，越来越多的品牌看到了耳机发展的未来，一些现今我们非常熟悉的品牌很多都是从那时开始投入耳机制造领域。1949年，爱科技（AKG）从自己专注的电影设备行业开始向视听设备领域转型，同年它们推出了该品牌的第一只现代耳机K120。1958年，John C. Koss推出了立体声耳机SP-3，在随后的10年中它一直在市场上独领风骚。1959年，人类历史上首次出现了静电式耳机，日本STAX公司推出了震惊世界的SR-1，无与伦比的细腻及低失真表现远远将同时代的动圈耳机抛后几个身位。1979年，随着随身音频设备的出现，尤其是Walkman（随身磁带播放机）在全球风靡，真正的音频大鳄索尼（SONY）正式进军耳机行业。索尼除了向市场投放出多款彩色外形的便携式头戴耳机外，还创新地推出了在当时看来极为袖珍且可以塞入耳廓的音乐耳塞。

现今的耳机发烧友很多都是从20世纪80年代末、90年代初开始接触音乐耳机概念的，在那个时代，没有人不会被随身听的风潮所撼动。尤其是自改革开放开始，大量卡带式录音机出现在市场上，像建伍、三洋等都是那个时代最受欢迎的品牌，国人第一次实实在在地感受到音乐来到了自己的身边、耳边。随着时间的继续，索尼的Walkman、Discman成为年轻发烧友所追捧的对象，在那个索尼、爱华与松下的产品天下，磁带随身听影响了整整一代人。那个时代的耳机市场也基本被这3家所垄断，市场上销售的耳机几乎全是索尼、爱华及松下的产品，很多年轻人肯为一款100元的耳机而节衣缩食。

20世纪90年代末，大量MP3播放器的上市让数字音频文件迅速开始普及，同时一批来自欧美的大品牌也因为对中国广阔市场未来的看好而登陆国内市场。森海塞尔（Senhaisaier）、拜亚动力（Beyerdynamic）、爱科技（AKG）、铁三角（Audio-Technica）、歌德（Grado）等国际品牌都是在那个时间段开始被国人所熟识的。如今的耳机市场已经非常成熟，根据不同使用环境、目标用户及功能定位有着明确的分类。下面就简单向读者朋友介绍一下音乐耳机的一些基础知识。

耳机的分类

耳机是个人音乐欣赏系统的中心，根据佩戴方式不同，耳机可以分为头戴式、挂耳式及耳塞式，而耳塞式耳机又可分为平头耳塞、入耳式耳塞两种。同时根据发声原理（换能方式）的不同，音乐耳机又可分为动圈、动铁、圈铁、静电及平板振膜耳机等，不同换能结构的耳机又根据耳罩类型分为开放式、封闭式及半封闭式耳机。

（1）佩戴方式

耳机的佩戴方式多是根据使用环境及使用者的佩戴感受进行设计的，比如在较为嘈杂的环境中使用的头戴式耳机多会被设计为封闭式或半封闭式，耳塞则多会被设计为入耳式，这样的设计可以更好地隔绝外界环境噪声，通过物理隔音方式保证声音回放的基本质量。

（2）换能方式

静电耳机

静电耳机具备极轻且极薄的振膜材质，由高直流电压极化，极化所需的电能由专用耳放的交流电转化，也有由电池供电的。静电耳机振膜悬挂在两块固定的金属板（定子）形成的静电场中，通过静电耳机放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号进行驱动。一般常见的静电耳机所能产生的声压级没有动圈式耳机大，但它的反应速度更快，回放各种微小信号的能力更强且失真极低。

动圈耳机

动圈是最早被发明并实际应用的耳机单元换能方式。动圈耳机的驱动单元是一只小型的动圈扬声器，处于永磁场中的音圈在磁场的作用下带动与之相连的振膜振动发声。动圈耳机的换能效率较高，很容易被常见的音响设备驱动，质量可靠耐用。影响动圈耳机声音表现的因素主要是单元材质、单元尺寸等，比如目前市场上顶级的动圈耳机Focal Utopia就采用了铍振膜单元，这种单元具备极轻的质量、极高的刚性和反应速率，同时又较容易驱动。理论上更大的单元尺寸有利于耳机对大动态、大场面声音信号的还原和营造，所以目前常见的高级动圈耳机的单元直径会超过70mm。

平板振膜耳机

平板振膜耳机也叫等磁式耳机，其驱动器类似于缩小的平面扬声器，它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里，像印制电路板一样，可以使驱动力平均分布。其磁体集中在振膜的一侧或两侧（推挽式），振膜在其形成的磁场中振动。平板振膜耳机的振膜没有静电耳机振膜那样轻，但有同样大的振动面积和相近的音质，相对于动圈式耳机，平板振膜式耳机效率较低，对于驱动功率的要求更高，并不易被驱动。

动铁耳机

通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点，从而产生振动并发声的单元，我们称为动铁单元。相对于体积较大的动圈单元，动铁单元的体积要小巧很多，用它制作的耳塞导管部分可以更深入地放入耳道。同时，由于单元振动面积较大，需要更多的空气参与传播，所以大部分动圈单元耳塞都需要设置透气孔。动铁单元则不然，因为发声单元部分几乎不需要太多的空气参与，所以动铁耳机多数都不需要设置透气孔，从而大幅提高了耳塞的隔音能力。动铁单元的灵敏度更高，频响曲线更加可控，这是其相对动圈耳机的优势。但同时它的频响范围较动圈耳机有一定劣势，所以很多厂家会采用多颗动铁单元来负责不同频段声音的回放。

其他

圈铁耳机其实就是在耳机内部同时放置动圈单元及动铁单元的耳机产品，因为体积的限制，多数此类型耳机都采用单动圈单元加N个动铁单元的配置。有的设计师认为动铁单元的高电声转换效率、高灵敏度、良好的动瞬态表现与动圈单元更全面的频响范围、更自然的声音回放效果相结合，更容易制作出趋近于完美的耳机产品。但也有设计师认为动圈耳机与动铁耳机的声音频率、声波传递方式及两种单元的匹配方面仍有大量不可控因素存在，设计难度极高，而不认可这种设计。

驻极体耳机也叫固定式静电耳机，它的振膜本身就是极化的或者由振膜外极化物质发射的静电场极化，它不再需要专用耳机放大器提供极化电压，只需插入普通耳机放大器即可使用。驻极体耳机具有静电耳机的大部分特点，但是驻极体会逐渐去极化，内部电池需要更换，其寿命为5~10年。

耳机的声音

对于一只用于音乐欣赏的耳机，衡量其声音表现好与坏的标准有很多，通常声音表现较好的耳机发烧友习惯性地称其音质好。什么样的耳机才能算作音质好呢？我们通过几个指标来简单分析一下。

阻抗

耳机的阻抗是其交流阻抗的简称，它的大小是线圈直流电阻与线圈的感抗之和。根据使用环境不同，厂家对耳机阻抗的设置一般也会不同，与随身移动设备匹配的耳机阻抗一般都在100Ω以下，与台式设备匹配的耳机阻抗一般在150Ω以上，甚至高达600Ω。驱动阻抗高的耳机需要的功率更大，驱动阻抗低的耳机相对更容易，但对电流要求也更高。

频率响应

灵敏度在不同的频率下有不同的数值，这就是频率响应，将灵敏度对频率的依赖关系用曲线表示出来，这就是频率响应曲线。人的听觉范围一般在20Hz～20kHz，超出这个范围的声音绝大多数已经超过了人体可以感知的极限。耳机能够回放的频带是相当宽的，优秀的耳机已经可以做到5Hz～45kHz的回放能力。一般耳机给出的频率响应的不平坦度为±10dB，专业耳机和某些高档耳机给出的频率响应的不平坦度为±3dB。在正常使用环境下，频率响应曲线真正平直的耳机声音表现并不好，因为声音信号在进入耳道之前已经与头部、耳朵外侧区域发生碰撞，产生了声波的峰和谷，所以在各品牌耳机设计时常常采用各种均衡手段让这种影响尽量弱化，从而使耳朵所接收到的频率响应曲线比较平坦。

灵敏度

我们常说的耳机灵敏度实际上是指耳机的灵敏度级，它是施加于耳机1mW的电功率时，耳机所产生的耦合于仿真耳（人头录音设备）上的声压级，1mW的功率是以频率为1000Hz时耳机的标准阻抗为依据计算的。灵敏度的单位是dB/mW，另一个不常用的单位是dB/Vrms，即1Vrms电压施于耳机时所产生的声压级。灵敏度高表示耳机达到一定的声压级所需功率小，动圈式耳机的灵敏度一般都在90dB/mW以上，如果是为随身设备选择耳机，灵敏度在100dB/mW左右或更高为好。音箱的灵敏度一般指输入1W功率在1m处产生的声压级，对于灵敏度数值相近的耳机和音箱，耳机所需的功率相当于音箱的1/1000，实际上这个数值还要更小，因为很少有人在1m的距离上听音箱。

失真

耳机的失真一般都是较小的，在最大承受功率时其总谐波失真（THD）小于等于1%时，这种失真基本是人耳不可闻的，它相比音箱的失真小得多，越高级的耳机产品的失真也会越小，静电式耳机的失真要远小于普通动圈耳机。

其他

影响耳机声音表现的因素还有很多，比如发声单元类型、材质、直径、最大输出功率、耳机线材材质等。

耳机的未来

虽然经历了百年发展，耳机进步的脚步却从未停歇，甚至更加急促。

最近几年，随着iPhone手机取消耳机口及蓝牙、主动降噪等技术的飞速发展及成熟，无线蓝牙耳机及带有主动降噪功能的耳机产品越来越多，这其中既有Bose、SONY、B&O等老牌大厂，也有1more、Fiil等国产新锐的加入。耳机发烧友在使用耳机聆听音乐时再也不用顾忌线材的束缚，在飞机、火车等嘈杂环境下也能非常安静地欣赏自己喜爱的专辑，而完全不受环境噪声的干扰。

2016年，法国著名音响品牌Focal推出了革命性的Utopia系列动圈耳机，第一次把铍金属振膜技术加入到了耳机生产中，新材料、新技术的使用让Utopia耳机具备了前所未有的高音质表现。同年，耳机巨头森海塞尔推出了奥菲斯耳机系统的全新换代机型HE-1。这款采用静电单元的耳机系统以超乎想象的细腻音色、气势磅礴的气势营造能力以及超过50万元人民币的售价让森海塞尔再次站在了耳机行业的巅峰。这些让人惊艳的产品无一例外都是科技发展、新材料应用及生产工艺突破所带来的福音。越来越多的音响品牌加入到耳机市场中来，它们不再拘泥于传统“走量”的低端区域，而是更愿意向上突破，追求更高端、更好声的Hi-End产品。

Beats的出现让耳机市场得到了重新洗牌的机会，耳机市场的细分化越发明显，个性化、时尚化产品得到追捧。一些针对年轻用户的时尚类耳机产品在外观上做足了文章，耳机已经不再只是一个声音回放还原的工具，更多的是一种时尚符号和个性象征。同时，耳机定位更加专业化，游戏耳机成了热点，越来越多的传统品牌开始投入到每年上百亿份额的游戏产业中来。

可以预见，未来的耳机市场竞争将会更加激烈，各种耳机产品的应用也将更加贴近人们的需求，但不管怎样发展，耳机终归是一件给人以愉悦、享受的物件，它必将融入我们的生活，去实现不同人对于品味的追求，营造属于个人的音乐空间。