谈谈耳机和喇叭箱的瞬态响应速度

wzchen · 发表于 2020-10-14 00:07

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 01:01 编辑

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。

wzchen · 发表于 2020-10-14 00:34

那么喇叭箱或耳机的瞬态响应好坏对声音有什么影响？影响太大了，它决定了系统最后的声音表现，瞬态好的系统，声音纯净、透明、鲜活，瞬态差的通常振膜会瞬间失去控制，从而形成很多谐振波，声音混浊、拖沓，不够鲜活，缺乏音乐表现力，可以说，功放和耳放的好坏衡量标志就是上面公式中的这个F，也就是对振膜的推动力，功放和耳放制作中很多措施都是为了提高这个推动力F。

两厢爱好者 · 发表于 2020-10-14 01:24

学习了

wzchen · 发表于 2020-10-14 01:33

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 01:37 编辑

现在大家应该都知道了吧，为什么顶级的Hi End功放要做成输出功率大到恐怖的1000W，甚至2000W，而且会用一个，或是几个硕大无比的电源变压器，并且，会用几十对大功率管做并联输出，归根结底，就是要提高公式a=F/M中的F值，从而提高喇叭箱系统的瞬态响应，让喇叭箱的声音质量能尽量接近耳机的水平，但也只是接近，由于受物理因素的限制，按目前的技术水平，喇叭箱系统的声音质量想要和耳机一样，甚至超过耳机，则完全没有这种可能性。

wzchen · 发表于 2020-10-14 01:46

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 01:53 编辑

很多人其实根本不知道什么是音质，认为感觉好，感觉爽就是音质好，其实不是这样，例如，看大屏幕的电视感觉要比看电脑、Ipad和手机爽多了，但这个爽的感觉和画质有关系吗？完全有可能什么关系也没有，大屏幕电视的像素、颜色的正确性、表现力可能完全不如小屏幕的电脑。屏幕画质的好坏其实和屏幕尺寸完全没有关系，同样，音响系统的音质与是什么样的喇叭箱，是喇叭箱还是耳机完全没有关系，音质好坏不是用感觉来说明，而是有各种指标来衡量的，例如谐波失真、瞬态响应，相位失真等等，这三个方面，耳机都是秒杀喇叭箱系统。

renmin43 · 发表于 2020-10-14 02:06

wzchen 发表于 2020-10-14 01:46
很多人其实根本不知道什么是音质，认为感觉好，感觉爽就是音质好，其实不是这样，例如，看大屏幕的电视感觉 ...

说出大天来也没用，耳机就是耳机，没法和音箱的效果比的。

就像你一个电单车，再怎么说灵活啊，操控好，空气好，也没法小轿车比。

为什么，不是一个东西，提供的功能是不同的。

wzchen · 发表于 2020-10-14 02:55

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 03:13 编辑

renmin43 发表于 2020-10-14 02:06
说出大天来也没用，耳机就是耳机，没法和音箱的效果比的。

就像你一个电单车，再怎么说灵活啊，操 ...

看你要比的是什么方面，如果比安全性、舒适性，当然是小车胜了，如果要比灵活性，比如塞车了，或者是比停车方便性，或者经济性，当然是电单车好了。同样的，如果要比听音的自然性，方便性，以及由低音提供的体感震撼性当然是喇叭箱好，但如果说音质好坏，当然是耳机好的多，因为音质主要由谐波失真、瞬态响应，以及相位失真等组成，这三个方面，我上面说过了，耳机都是妙杀喇叭箱的。我再举个例子，套用你的话，耳塞就是耳塞，效果没法和大耳机比，听起来也是大耳机舒服多了，那么大耳机的音质一定要好于耳塞？完全不是，因为，音质与是耳塞还是耳机，甚至是喇叭箱没有关系，与喇叭箱的尺寸大小，是落地箱，还是书架箱也没有关系，音质比的是频率响应范围、失真和瞬态响应等指标，耳塞做得好，完全有可能超过大耳机。

fixbug · 发表于 2020-10-14 07:00

瞬态并非越快越好，适可而止，人喜欢听到有点混响与残响的声音，起来、收紧太快就显得干了。
1秒破百动力固然很牛，人可能就昏迷呕吐了

循环农业 · 发表于 2020-10-14 08:27

学习了

phoexi · 发表于 2020-10-14 08:33

静电屏风表示不服

等离子高音表示更加不服

1122333 · 发表于 2020-10-14 08:55

兄弟你的观点很有意思但是你的排版真的不好看让人很难看进去.....有时我看到这么密密麻麻的一大段我就直接点返回了.....

处理器 · 发表于 2020-10-14 09:27

fixbug 发表于 2020-10-14 07:00
瞬态并非越快越好，适可而止，人喜欢听到有点混响与残响的声音，起来、收紧太快就显得干了。
1秒破百动力固 ...

是的，楼主钻到牛角尖里面去了。玩过耳机和音箱系统的都清楚，不会觉得音箱瞬态不行、失真大...大部分还在玩耳机的烧友，都是暂时没有条件玩音箱或者还没接触到大系统。

只是片面强调零到一百加速性能指标，随便拉出一辆电动车都可以秒杀燃油性能车甚至超跑。

乐彼主任 · 发表于 2020-10-14 09:55

随便一个有源监听音响瞬态就比耳机响应迅速了。不明白发的什么意思

芝麻汤团 · 发表于 2020-10-14 09:58

麻烦拆一个喇叭单元，看看磁路设计

芝麻汤团 · 发表于 2020-10-14 10:01

LZ根本没考虑耳机振膜的承载能力，是不是能承受这样的瞬态

前进 · 发表于 2020-10-14 10:03

好喇叭好功放音箱瞬变速度也还很快

baiduakg · 发表于 2020-10-14 11:55

楼主的分析，忽略了电声转换最重要的一步，喇叭本身。都是喇叭，耳机的频响与音箱的频响是没办法比的；而说到瞬态，就不要忘记除了速度还有能量感，耳机的能量感完全比不上喇叭，这是物理特性限制的。诚然，同价位耳机会在各种细节的回放上比音箱要好，但是说到音质，又是另一回事了。

wzchen · 发表于 2020-10-14 12:06

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 12:32 编辑

fixbug 发表于 2020-10-14 07:00
瞬态并非越快越好，适可而止，人喜欢听到有点混响与残响的声音，起来、收紧太快就显得干了。
1秒破百动力固 ...

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，器材把失真和瞬态真正做好了，就不会出现声音干、直白、没有味道等问题，根本不需要人为地去添加什么味道、残响这些东西。如果用同样的操作方法开超跑和开吉普车，哪个操控更好，开起来更有感觉？有1秒破百的能力，并非让你一直去使用这个能力，但有这个能力和没有这个能力的车开起来的感觉是完全不一样的，音响系统也是，我举个例子，有些极品的Hi End功放输出功率做到了恐怖的1000W，甚至2000W，可是平时聆听的时候并非需要这么大的功率，同样用10W的音量聆听音乐，用10、100和1000W的功放聆听，感觉是完全不一样的，用功率超大的功放，在小功率状态聆听，声音的失真更小，瞬态更好，更鲜活。

wzchen · 发表于 2020-10-14 12:13

本帖最后由 wzchen 于 2020-10-14 12:18 编辑

baiduakg 发表于 2020-10-14 11:55
楼主的分析，忽略了电声转换最重要的一步，喇叭本身。都是喇叭，耳机的频响与音箱的频响是没办法比的；而说 ...

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，好的耳机频响做到5～40Khz没有问题，喇叭箱系统低频能做到30就算不得了。评价音质，主要有哪些指标，你可以一个指标一个指标地去比，虽然个别指标喇叭箱占优，但基本上都是耳机完胜。

AIMP · 发表于 2020-10-14 12:34

就好比汽车的百公里加速，快慢收放自如

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