镀钛耳机振膜音质就会好？带你从里到外认识耳机振膜的本质

互推小编 2023-11-30

你是否在选购耳机的时候，看到耳机宣传详情当中的“碳纳米管振膜”“钻石振膜”的介绍，有一种显得很高端的感觉？的确，在动圈耳机仍然大行其道的今天，做为耳机单元的核心组件——振膜，是一个不得不去关注的东西。那么振膜究竟有什么神器之处？它是如何将每秒的音乐送到你的耳朵当中的，我们不妨通过这篇科普和你聊一聊。

在很多厂商对耳机进行宣传的时候，都会对耳机的振膜进行一番描述，甚至有一些产品，会将自己的振膜做为核心卖点来进行推广。那么振膜的好坏、不同类型的耳机振膜，对声音都有哪些影响？我们在选择耳机的时候，需不需要对这款耳机所搭载的振膜额外关注和留意？这是本期《趣听私塾》将为你解答的。

一枚使用镀钛振膜的耳机单元

振膜：动圈耳机核心的发声部件

在我们初中的物理课本当中，有讲过扬声器的发生工作原理，只不过在教科书当中是以音箱的扬声器为例子介绍的，那么动圈式耳机单元的工作原理，又有哪些不同呢？其实本质上讲，动圈式耳机单元和音箱的发声单元在原理上是几乎一致的，只是结构方面略有区别。

它们都需要通过输入带有电平的模拟信号，通过磁铁带动线圈振动，而最终发出声音的，就是和线圈绑定在一体的振膜。为什么叫“振膜”呢？其实按照专业的说法来讲，应该叫做“振动板”，因为这个“板子”它非常的轻薄，因此直观地来讲，我们将其称之为振膜。

一个动圈式扬声器的结构图

所以最终发出声音的，正是单元最上端的振膜本身，因此不同材质、不同尺寸、形状的振膜在声音表现上都会或多或少有些区别。抛开耳机的腔体结构、佩戴结构等方面，就说单元本身的话，振膜对于一款耳机单元的声音表现有着决定性的作用，其次才是线圈、磁石等。

可以说一款振膜的好与坏，决定了耳机单元本身的好坏，从而也会很大程度上地影响一条耳机最终的声音表现。但是从哪些方面才能体现出一款耳机的振膜好与坏呢？一般来说，振膜材质、表面设计、腔体配对等方面都会决定着振膜的好坏。

索尼ZX700头戴式耳机的振膜

什么样的耳机振膜才是好振膜？

先不说看着让人眼花缭乱的振膜材料，先放出一个设想：什么样的耳机振膜才是好振膜？我们知道，振膜本身可以理解为将电平信号转换为声音的媒介和纽带，那么振膜设计的好与坏，就直接影响到最后耳机本身声音品质输出的音质特性。当然，如何衡量一款耳机振膜的好与坏，首先要看振膜本身是否符合动圈式耳机扬声器的性能指标，因此我们目前可以看到的耳机振膜，都是按照动圈式耳机扬声器本身的特性所针对设计的。

因此根据扬声器主要的一些电声性能指标（失真、阻抗、频响等）来看，一款优秀的、理想的耳机振膜，应该具备：质量密度要相对较小，从而让振膜本身更加轻量化；材料力学杨氏模量相对较大，从而能让振膜本身具备着较好的刚性，此外还需要合适的内部阻尼因子，可以吸收振膜在振动过程中发出的不必要杂波，带来失真。

将振膜从耳机单元上单独取下

因此我们会发现，这似乎是一个异常矛盾的问题，如果说要轻量、更轻薄，那么振膜本身的刚性就不会有特别大；如果说要刚性大，那么和轻量化好像就没什么关系。所以对于耳机振膜来说，要尽可能的兼顾这两种要求，就需要从两个思路上首先入手：一是振膜本身的力学设计，二是振膜的材料特性

所以你可以看到大部分的耳机单元振膜都会在周边设计一圈“加强筋”，从而增加膜片的刚性，但是不同设计的加强筋、球顶等部分，都会带来声音不太一样的表现，因此单独开发出一款性能优异的耳机单元需要通过大量的测试、数学模型论证、装配配对等环节，这也就无形中增加了耳机的成本。

也有部分不带加强筋的耳机振膜

材料：动圈式耳机振膜性能提升的一丝曙光

我们之前的文章已经说过，目前动圈式扬声器的发展技术已经走入了一个瓶颈期，所以在理论模型完善、结构优化将近极致的时候，能再进一步提升动圈式扬声器性能的思路，或许就是对振膜材料进行入手，所以不同的材料也有着不同的性能、风格，这也就带来了耳机厂商们宣传的各种各样的振膜。

从振膜材料方面来看，耳机振膜共分为：纸浆类、高分子类、复合类、金属类，而采用纸浆类振膜的耳机本身不算太多，苹果早期版本的Earpods就采用了羊毛纸盆+塑料复合振膜，一般来说纸浆类振膜本身成本较低，低频效果优秀，但本身的刚性、重量方面都没有太大的优势。因此对于耳机振膜来说，最常见的仍然是以高分子材料为主的PET振膜。

Earpods采用的正是复合类振膜

随着材料学的发展和生产工艺的进步，目前中高端耳机产品的振膜往往都会采用复合类振膜，也就是所谓的“生物复合振膜”、“钛金属振膜”以及“碳纳米管振膜”，这种振膜都会使用1-2种材质共同设计打造，比如振膜边缘负责低频的部分就会使用PET材质，而金属膜片对高频的瞬态、细节表现更好，则出现在振膜中央球顶的位置。

当然还有一部分非常舍得“堆料”的产品，会使用一些稀有金属来制作耳机的振膜，这种振膜我们就称其为“金属振膜”，比如法国著名的HiFi音响品牌Focal（劲浪）旗下售价2万多元的耳机Utopia，就采用了含有剧毒、危险性较高的Be铍金属振膜，当然在合理的生产设计和结构保护后，是不会有风险的。铍这种材质就很好地诠释了质量小、刚性强的特点，非常符合耳机振膜生产，但是无奈成本非常高昂。

Focal的旗舰头戴式耳机，采用纯铍金属振膜

虽然只有高端耳机才能用得起铍金属振膜，但是中低端耳机仍然可以选择性能更好的振膜，比如镀钛振膜就在很多耳机上出现过。而近些年随着碳纳米管技术的进步，镀有碳纳米管的耳机振膜也开始逐渐出现。此外能和铍金属振膜相提并论的，也就是一小部分使用DLC（Diamond-Like Carbon）振膜的耳机出现，这种材质的振膜密度与金属铍相当，而杨氏系数为铍的1.4倍，声导速则是铍的1.5倍，数据上并不输于铍金属振膜单元。

当然对于大部分低端动圈耳机来说，仍然是采用最普遍的PET（聚对苯二甲酸乙二酯），并且也是很多复合振膜的基材，它的声学性能表现各方面都不算差，并且还有着极低的成本和较为饱和的原料供应，因此受到了很多耳机厂商的喜爱。

采用PET振膜的耳机单元

振膜虽好，但不能“以膜论声”

这是很多厂商、商家都存在的宣传误区，总是在给消费者传达一种“振膜好，所以声音好”的感觉，宣称使用了XX振膜就可以带来比XX耳机更好的声音表现，但事实果真如此吗？其实并不见得，因为振膜虽然是耳机单元本身的核心组件，但耳机本身并不是只靠单元就可以发出好的声音的，因为耳机是一个环环相扣，相互搭配的整体。

我们在之前的文章中有给大家科普过关于耳机腔体对声音的影响，但也说并不是腔体就能决定耳机的声音。耳机单元振膜也亦如此，很多厂商在宣传自己的耳机产品振膜的时候，总会有意无意地向消费者传达比如“镀钛振膜就有非常好的高频表现和声音解析力”，而不明真相的小白用户很容易相信，其实这是一种心理暗示罢了。

某耳机品牌的振膜宣传

即使两款耳机的振膜材料相同，但其他方面的因素均不同，所能展现出来的声音风格、声音表现也不会一样，振膜本身虽然有着一定的特性，但并不能直接地去决定耳机的声音表现，通过看振膜材料来判断耳机的好坏是一个非常主观且臆断的方式，至少就目前来看，并没有某款耳机振膜是最完美的，因为动圈耳机本身就有着很多无法避免的先天性缺陷。

所以那些看起来琳琅满目、各式各样的耳机振膜，只是为了能给动圈耳机本身带来更好的声学性能，从而达到厂商为这款耳机所赋予的声音表现。如果真的有一天当一款采用了XX振膜的耳机都能被吹上天的时候，那就是耳机行业最悲哀的时候。如果你对这篇文章有任何意见或看法，欢迎在下方留言区与我们交流探讨。

参考文献：

[1].扬声器音盆杨氏模量与损耗因数的测定新方法及装置研发[D]. 梁乃忠.华南理工大学 2013

[2].薄型压电陶瓷扬声器振膜振动和声辐射的实验与分析[D]. 黄晓强.广东工业大学 2012

[3].改性处理对纤维结构及振膜电声性能的影响[D]. 彭奎.武汉大学. 2011

[4].扬声器辐射体旋转薄壳的谐波失真[J]. 张志良,胡秀青. 声学学报. 2016(05)

[5].耳机音质的主观评价和客观判定[J]. 林柏青,邱士嘉,杨磊. 电声技术. 2015(08)

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