谈谈耳机和喇叭箱的瞬态响应速度

wzchen

给大家科普一下，为什么说耳机的瞬态响应秒杀喇叭箱，什么是喇叭箱和耳机的瞬态响应？就是一个方波过来，喇叭或耳机振膜起振和停止振动的加速度，它完全符合牛顿第二力学定律，就是a=F/M，这里，a就是物体的加速度，也就是喇叭或耳机振膜的瞬态响应速度，F是作用于振膜的力量，M就是喇叭或耳机的振膜质量，由公式看出，就是喇叭或耳机的瞬态响应是和它们的振膜质量成反比，就是振膜越小、越薄、越轻，喇叭或耳机的瞬态就越好，而耳机振膜的质量通常只有喇叭的几十分之一，几百分之一，甚至几千分之一，就是说耳机的瞬态响应要比喇叭快几十到几千倍。
当然，大家可能说，按照牛顿第二定律，这个加速度还和作用在喇叭和耳机振膜上的力量有关，没错，这个力Ｆ和推动喇叭箱和耳机的放大器有关，主要取决于四个方面，放大器的输出功率，放大器的输出内阻、放大器本身的响应速度以及喇叭和耳机振膜悬边的阻力，首先，放大器的输出功率越大，这个作用于喇叭或耳机振膜的力就越大，这很好理解，这就是为什么顶级的功放和耳放通常输出功率都做得很大，第二放大器的内阻要小，这个和放大器的储备功率有关，就是在一定的输出功率下，放大器的电源变压器越大越好，次级绕组的线径越粗越好，另外，末级输出管要用大功率输出管，而且，可以用几对到几十对输出管并联来降低放大器的输出内阻，一些天价的功放通常就要用10对以上的管子并联，耳放的也可以用二对以上的输出管并联，例如KSA5耳放就用了二对大功率输出管并联，大大降低了耳放的输出内阻，此外，这个力还和放大器本身的瞬态响应速度有关，就是放大器尽量要用高速的元器件制作，例如，整流二极管可以用高速快恢复二极管，三极管尽量用特征频率(fT)高的管子，电容因为有个冲放电的过程，对放大器的速度影响很大，一定要用高速电容，像英国的Audio Note快晴和德国的Mundorf电容为什么要比普通的电容贵几十到几百倍，除了音染低，声音细腻柔和外，还有一个特点就是速度特别快。第四个就是喇叭和耳机振动时要克服其悬边造成的阻力，这个阻力是一个负面的因素，是要从上面F中减去的，而且也是喇叭要大于耳机很多。
所以，在喇叭和耳机振膜质量和悬边阻力一定的情况下，放大器制作质量的好坏就决定了作用于振膜的力的大小，也就决定了喇叭或耳机的瞬态响应，那么功率大很多的功放是否一定会比功率小的耳放的力，也就是上面公式的F大很多？不一定，因为，功率大小只是四个影响因子之一，如果耳放功率足够大，制作又非常精良，是完全可以超过一般的功放的，不然大家都去用功放去推耳机好了，当然，如果推喇叭箱的功率放大器和耳放一样也是做到了极致的好，那么最后呈现的这个力F肯定是功放要大于耳放，但不要忘了喇叭的振膜质量Ｍ大了耳机很多倍，喇叭振膜需要克服的悬边阻力也比耳机大很多，所以综合下来，喇叭的瞬态响应，也就是上面公式中的a，还是耳机会大很多，所以喇叭箱还是会被耳机秒杀的。

kingsiyu

学习一下

wzchen

fixbug 发表于 2020-10-20 11:22
楼主不知道看过漂移大赛没有？玩漂移的车被改到1000马力，甚至2000马力，不过都是不能上路的，原因就是操 ...

音响技术还没有到那个水平，无论是失真还是瞬态响应，目前都是嫌不好的，还远没有到嫌太好的水平。

fixbug

wzchen 发表于 2020-10-14 12:06
瞬态当然是越快越好，就像失真越小越好一样，喜欢器材有点音染，有点残响都是在器材没有做好之前的妥协， ...

楼主不知道看过漂移大赛没有？玩漂移的车被改到1000马力，甚至2000马力，不过都是不能上路的，原因就是操控太差了。
超跑像马车，关掉稳定系统，不会操作的，起步都困难，会打滑。
好车操控好，可不是来自于马力速度，其他的像底盘类的系统。
马力大的不是操控更好，是更遭了。过犹不及就是这个道理。
如果汽车装上喷气引擎，一般就是跑直线了。

cdzsz67

baiduakg 发表于 2020-10-16 16:35
现在情况是怎样的，不关注耳机很久了。当年还疑惑为什么箱子的频响曲线个个这么平坦光滑，除了极低频，几 ...

多数耳机特别是新耳机还是能大体保持+-3db的, 当然要求不能像音箱那么严格. 音箱本身有分频这个利于做平曲线的优势, 测量有1m的距离, 也没有人头曲线这个最麻烦的变量.

而且很多两分频非dsp的小书架真的只能说频响还好, 比如打开stereophile最新就有一篇marten oscar duo, 显然被真力吊打.

baiduakg

cdzsz67 发表于 2020-10-16 16:32
innerfidelity的曲线没高频是当年测量器材太差, 以及老的hrtf曲线有问题. 现在有了很多新的测量结果, ine ...

现在情况是怎样的，不关注耳机很久了。当年还疑惑为什么箱子的频响曲线个个这么平坦光滑，除了极低频，几乎一根直线

cdzsz67

baiduakg 发表于 2020-10-16 16:15
我没见过hd800产品说明书，但他的官网就是标的-10。耳机通常都是-10dB，反而音箱基本全是-3dB，印象中如 ...

innerfidelity的曲线没高频是当年测量器材太差, 以及老的hrtf曲线有问题. 现在有了很多新的测量结果, inear fidelity, head-fi, 0db之类, 测出来的耳机曲线已经不再是个个20k断崖下跌了, 以前那些是有问题的.

baiduakg

wzchen 发表于 2020-10-16 15:56
你去把最好的喇叭箱的负三分贝频响范围找来，和HD800的对比一下，我觉得用数据说话比较好。但一定要标明 ...

我没见过hd800产品说明书，但他的官网就是标的-10。耳机通常都是-10dB，反而音箱基本全是-3dB，印象中如此。如果看曲线，可以找找看innerfidility，耳机的频响曲线比音箱差多了，各种峰谷，不过我懒得找了。反正我双修，耳机只是为了查找细节的时候用，听音乐用音箱，这是我实践的结果。

wzchen

baiduakg 发表于 2020-10-16 13:34
你错了 hd800的官方资料是4-51khz -10dB。
而任何一个喇叭，-3dB标示是行业规范。不信你找找单拿，真力 ...

你去把最好的喇叭箱的负三分贝频响范围找来，和HD800的对比一下，我觉得用数据说话比较好。但一定要标明是三分贝时的频率响应，不标明的通常是负十分贝的频响。

cdzsz67

baiduakg 发表于 2020-10-16 13:34
你错了 hd800的官方资料是4-51khz -10dB。
而任何一个喇叭，-3dB标示是行业规范。不信你找找单拿，真力 ...

hd800 14-44k -3dB 也是官方资料, 800的产品页上标的

wasapi

写的不错，学习学习

baiduakg

wzchen 发表于 2020-10-16 02:21
我说的就是同样前提下，耳机的频响范围要比喇叭箱好很多，特别是低音，如果前提不一样，是不能相互比较的 ...

你错了 hd800的官方资料是4-51khz -10dB。
而任何一个喇叭，-3dB标示是行业规范。不信你找找单拿，真力，atc，劲浪，意力，这些箱子看看是不是都有-3dB的频响范围。
我不喜欢争吵，这种基本事实，调查一下，不是我记忆有误，就是你记忆有误。没必要非为了争个面子故意寻找特例。

wzchen

baiduakg 发表于 2020-10-16 01:39
看频响范围后面的条件，耳机敢标正负三分贝么

我说的就是同样前提下，耳机的频响范围要比喇叭箱好很多，特别是低音，如果前提不一样，是不能相互比较的。举个例子，HD800，14～44.1Khz -3dB，你去找一对喇叭箱，负三分贝能到达这个频率范围的看看。估计世界上没有任何一对喇叭箱能做到这样的频响范围，售价220万人民币，体积硕大的Estelon extreme旗舰喇叭箱，标的是20～45Khz，但不敢说是负三分贝的测试条件，估计至少是负十分贝的条件。所以，频响范围、谐波失真、瞬态响应、相位失真，都是HD800秒杀世界上任何喇叭箱。

baiduakg

wzchen 发表于 2020-10-14 12:13
你只是在凭想象说话，论单个单元，耳机的频响不知道要比喇叭好多少，即使和喇叭箱比，耳机的频响也是完胜 ...

看频响范围后面的条件，耳机敢标正负三分贝么

带帅

类比汽车就是6.0t从容 2.0t歇斯底里了

wzchen

flight8888 发表于 2020-10-14 16:01
你不要先入为主的认为音质就是瞬态，另外瞬态表现的还坏也不仅仅只是速度。耳机振膜小，单元功率低，如果 ...

没有错，喇叭箱发出来的声音能量是要大耳机很多，但大部分浪费在空气中了，作用在人的耳朵上的能量是不如耳机的，这就是听耳机听力容易受损的主要原因，因为耳机太大的声音能量伤害了听力。这和用一根筷子去捅人，和用一根针去捅人的道理是一样的，不但与用的力有关，还与受力面积有关。

Hack3456

以楼主的结论作真前提，不难看出楼主的耳机承受功率和音箱承受功率是一样的

flight8888

wzchen 发表于 2020-10-14 14:52
没错，比较是为了说明问题，不是为了取代，音质上面，耳机完胜，但毕竟喇叭箱的听音习惯更自然，也更方便 ...

你不要先入为主的认为音质就是瞬态，另外瞬态表现的还坏也不仅仅只是速度。耳机振膜小，单元功率低，如果仅仅 从“动“的物理性能来说，箱子的大单元要达到同样的物理性能需要的功率也是耳机的N倍，但是如果功率都是假设在足够状态下，使得箱子单元的速度和耳机速度一样时，所听到的声音感受又是大不一样的，这里就有瞬态表现的另一个重要因素就是量，耳机的小单元和箱子的大单元如果达到了同样的物理运动性能，那么所能产生的量也就是声压又是截然不同的，自然给人的听感也是不同的。
抛开听感谈音质那是耍流氓！
箱子和耳机对比有个非常大的优势就是密度，而密度也是影响听感的重要表现，这里说的密度并不是指声音锐，硬，而是音质上的实，反之音质表现就是虚、薄。这一点对于一直听耳机系统的，是不会感受到的，但是任何东西有对比区别就会很明显了，对于长听音响系统的人来说听耳机，再好的耳机，声音密度也是不高的，因为相比音响，耳机单元太小，能量太少。
优秀的听感并不全是来源于耳朵！
箱子和耳机相比另一个大优势就是声音传递给人的感觉是全方位的，让人血脉膨胀胸腔共鸣的低频耳机无法带来，仿佛切割空气的震颤耳机也无法带来，给人强烈的包围感，前后座位四面上下融入音乐中的氛围耳机也无法给与，耳机所能给与的最多包住个头。
所谓的完胜不是音质而是数字，仅仅是数字！

当然也有很多东西音箱是不能给与的，但是最实际客观的其实还是代价，箱子要想达到耳机同样的”素质“效果，代价太高，而一旦代价足够了，那么得到的效果也是天差地别。
箱子和耳机的区别就和大耳机和耳塞的区别一样，为什么能够理解大耳机音质听感优于小耳塞，而不能理解音箱声音比耳机好呢？

wzchen

坎坎伐檀兮 发表于 2020-10-14 12:54
好像这种“绝对”地比较不合适，各有千秋，没有一种可以完全取代另一种的可能。

没错，比较是为了说明问题，不是为了取代，音质上面，耳机完胜，但毕竟喇叭箱的听音习惯更自然，也更方便。所以各有各的优缺点，想要享受美妙的音乐，耳机的代价更低，而且耳机有不扰民的特点。一般认为，喇叭箱要享受和耳机一样的声音，至少要花十倍以上的代价。

坎坎伐檀兮

好像这种“绝对”地比较不合适，各有千秋，没有一种可以完全取代另一种的可能。