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IEM的單元越多越好嗎?

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AAW Black Malus universal in-ear monitors with sixteen balanced armature drivers per side

IEM的單元並非越多越好。單元數量說明的是工作如何分配,而不是做得多好;一顆用心打造的動圈單元,可以勝過一個塞滿單元、卻以草率分頻器拼接的腔體。決定聲音的,是單元的種類、分頻器如何劃分頻段,以及整體調校下了多少耐心。

單元數量已成了入耳式監聽耳機界的「馬力數字」:容易印在包裝盒上,容易比較,卻與實際聆聽體驗只有鬆散的關係。本文寫給正在比較單元較多與較少兩款監聽耳機的讀者,說明您會遇到的單元種類、分頻器實際的作用,以及為何較大的數字換來的是更多選擇,而非更高品質。文末依單元數量列出AAW的產品線,從單顆8 mm動圈單元到每邊十八個單元。

重點摘要

  • 動圈單元的音圈隨振膜一起移動;動鐵單元則推動一片細小的簧片,音圈保持不動,因此一個腔體能容納好幾顆。
  • 分頻器是一種濾波器,把訊號分成不同頻段,讓每個單元只播放自己最擅長的範圍。
  • AAW的產品線從單顆8 mm動圈、售價USD 149的A1D,到每邊十八個單元、售價USD 1,999的Mokara。
  • 價格並不跟著單元數量走:九單元的Mockingbird售價USD 1,499,比十六單元、售價USD 1,399的Black Malus更貴。
  • 無論內部裝了什麼,頻率響應曲線都能呈現監聽耳機的實際表現;我們的曲線收錄在測量數據頁面。

IEM裡的單元有什麼作用?

單元是耳機中把電訊號轉換成聲音的部件,相當於一個微型喇叭。一副入耳式監聽耳機可以只有一個單元,也可以有許多個,由它們分擔整個頻段,就像家用喇叭把頻段分給低音單元與高音單元。Ultimate Ears把道理說得很直白:和落地式喇叭一樣,分別負責低、中、高頻的單元,能更忠實地重現聲音(Ultimate Ears)。

關鍵在「能」字。每多加一個單元,就多了一個聲部,必須與其他單元同步起音、收音與交接。做得好,換來的是掌控力;做得不好,十個單元的監聽耳機聽起來反而不如一個單元的渾然一體。

動圈、動鐵、靜電與混合設計

動圈單元

動圈單元是連接音圈的振膜;在動圈喇叭中,音圈隨振膜一起移動(Ultimate Ears)。正如Brent Butterworth在SoundStage! Solo中所指出,動圈單元的振膜通常較大、衝程較長,因此能推動更多空氣。這正是大多數混合設計的低頻來自動圈的原因:AAW的低音單元從Z06的6 mm到ASH的13 mm不等。

動鐵單元

動鐵單元是一種微型單元,由一片金屬簧片移動並帶動一端鉸接的振片,音圈則保持固定。它最大的優勢是體積:動鐵單元小到一副耳機可以容納好幾顆(Ultimate Ears)。每顆動鐵通常針對某個頻段調校;Knowles列出的動鐵受話器,頻率範圍例如20 Hz至11 kHz(Knowles via DigiKey)。AAW自家的NOVA是開放式泄壓動鐵,深置於導管內、貼近鼓膜,消除了傳統導管式動鐵的壓力損失與導管共振。

靜電單元

靜電單元利用懸浮在靜電場中的薄膜所受的力發聲;它的強項在於振膜質量極低,而且整個表面都受到驅動(Wikipedia)。在AAW的監聽耳機中,每顆靜電超高音單元都是一片僅重6微克的鍍金薄膜,緊貼一塊充電高達400 V的極板。它們是高頻專家,從來不是全頻段的解決方案。

混合設計

混合設計是混用不同種類單元的監聽耳機,通常是動圈低音單元搭配上方的動鐵。三類混合設計再加入第三種單元:Halcyon與Canary Pro加入靜電單元;ACH則採用AAW的7層壓電陶瓷超高音單元,以雷射焊接在低音單元的外殼上,構成一個同軸單元。

AAW A1D公模入耳式監聽耳機,搭載單顆8 mm全頻動圈單元
A1D:一顆8 mm動圈單元、一個出音孔,完全沒有分頻器。

分頻器有什麼作用?

音訊分頻器是一種濾波電路,把訊號分成兩個或以上的頻段。被動式分頻器在放大之後才分頻,每一款多單元IEM都是這樣運作:播放器送出一路訊號,由腔體內的分頻網絡加以劃分(Wikipedia)。分頻斜率以每八度的分貝數計算,從一階濾波器的每八度6 dB,到四階濾波器的24 dB。

難處在於交接。兩個單元頻段重疊之處,在分頻區內不能彼此相位相反(SoundStage! Solo)。每多一個單元,就多一道需要把關的邊界。這也是AAW談分頻器多於談單元數量的原因。它的TrueXross設計避開高階RC網絡,因為這類網絡可能令相位偏移、打亂聲音的到達時間,改以物理低通濾波器讓動圈單元只負責自己的頻段。

為何單元並非越多越好?

因為單元數量描述的是分工,而不是結果。有三件事比數字更重要。

  • 單元的種類。用AAW介紹A2H與ASH時的話來說,單顆動圈低音單元能帶來任何全動鐵設計都給不了的低頻。這一點,動鐵加再多也做不到。
  • 分頻器。單元越多,邊界越多,每一道都可能出現相位問題。交接乾淨的4路分頻,勝過交接不佳的7路分頻。
  • 調校。單元位置、出音孔與音腔對響應的影響,不亞於零件清單。AAW在M20、Halcyon與Canary Pro上,對單元與導管的位置進行了數百次模擬迭代。

靜電單元把這一點說得最透徹。Halcyon的設計,正是為了解決靜電高音單元加入混合設計後常見的毛病:靈敏度低、到達時間不同步,以及單元之間的相位衝突。問題是加入單元造成的,解決問題的則是工程。

注意 AAW的A1D只有一顆8 mm動圈單元,AAW卻拿它與單動鐵設計,以及許多價格高出甚多的多單元監聽耳機相提並論。請把單元數量當作描述,而不是排名。

AAW:從一個單元到十八個

以下是我們代理的AAW產品線,依每邊單元數量排列。除另有註明外,價格均為公模版;大多數型號也有訂製版。

型號 單元 配置 分頻 價格
A1D 1 8 mm動圈 無 USD 149
A2H 2 10 mm動圈 + 1動鐵 TrueXross USD 189
M20 2 低音動鐵 + NOVA 2路 USD 219
ACH 3 10 mm動圈、NOVA、陶瓷高音單元 3路 USD 229
A3H+ LUX 3 10 mm石墨烯動圈、NOVA、1動鐵 3路 USD 259
Z05 5 10 mm動圈 + 4動鐵 3路 USD 299
AXH 5 10 mm動圈 + 4動鐵 4路TrueXross USD 449
Z06 6 2 × 6 mm等壓式動圈 + 4動鐵 3路 USD 329
ATH 6 2 × 8 mm等壓式石墨烯動圈、NOVA、3動鐵 — USD 449
ASH 7 13 mm石墨烯動圈 + 6動鐵 4路TrueXross USD 799
Halcyon 7 10 mm石墨烯動圈、2動鐵、4靜電 4路 USD 1,499
Mockingbird 9 9 mm動圈 + 8動鐵 4路TrueXross USD 1,499
Canary Pro 14 2等壓式動圈、8動鐵、4靜電 5路 USD 2,319
Black Malus 16 16動鐵 5路 USD 1,399
Mokara 18 14動鐵 + 4靜電 7路 USD 1,999

順著各欄往下看,規律很快就被打破。Z06的單元比AXH多,價格卻更低。Black Malus有十六個單元,價格卻低於九單元的Mockingbird;後者的超高音單元可維持完整聲壓至20 kHz,並延伸至40 kHz。每款設計把預算花在不同地方:等壓式雙低音單元、靜電單元,或是少數幾處交接的細心處理。

AAW Canary Pro公模入耳式監聽耳機,十四個單元中包括四顆靜電超高音單元
Canary Pro:兩顆等壓式低音單元、八顆動鐵與四顆靜電單元,阻抗平穩維持在7 Ω。

什麼時候值得為更多單元付費?

當每個單元都肩負一項較少單元的設計無法同樣做好的任務時,多出來的單元才物有所值。產品線中的三個例子說明了這一點。

  • 等壓式低音單元。Z06的兩顆6 mm動圈單元一前一後排列、分擔負荷,降低低頻失真並提升輸出。Canary Pro的等壓式雙動圈則在不加大腔體的情況下,使有效振膜面積倍增。
  • 專責高頻。Mokara的四顆靜電超高音單元位於十四顆動鐵之上,把高頻延伸到動鐵涵蓋的範圍之外。Black Malus把四顆超高頻動鐵置於貼近鼓膜之處,聲壓不會在長導管中流失。
  • 更穩定的負載。Canary Pro在整個頻段的阻抗都平穩維持在7 Ω。ATH與Project 4+2採用向Custom Art授權的FIBAE動鐵,無論接上哪種音源,阻抗都保持平坦。

如果多出來的單元換不到您聽得出的差別,較簡單的設計才是更好的選擇。若您追求的是有實體感的超低頻,A2H的單顆10 mm低音單元,據AAW所述,能帶來任何全動鐵設計都無法提供的低頻,無論後者有多少單元。佩戴方面的深入比較,請參閱訂製與公模IEM比較,因為密合不佳會抵銷任何單元配置。

用耳朵挑選,而不是看數字

先看曲線,不要先看包裝盒。我們的IEM測量數據頁面繪出了我們代理的AAW型號的頻率響應,包括A3H+ LUX的四種調音,以及Z05的Blue與Red兩種版本。單元數量相差很大的兩款監聽耳機,曲線可能相近;單元數量相同的兩款,曲線也可能截然不同。

然後親自試聽。在新加坡,您可以預約到訪我們的工作室,並排比較試聽。如果您是現場演出的樂手,樂手的入耳式監聽耳機頁面依角色配對型號,敬拜團隊的入耳式監聽耳機則更詳細地介紹舞台使用。每副監聽耳機都享有1年保養,您也可以透過聯絡我們,與我們的團隊一起討論候選型號。

常見問題

IEM應該有幾個單元?

沒有標準答案。單元數量描述的是頻段如何分配,而不是重現得多好。AAW的A1D只用一顆8 mm動圈單元、沒有分頻器,Mokara則以7路分頻搭配每邊十八個單元;兩者為不同的用途與價位而設計。

單單元IEM夠好嗎?

可以很好。單一單元透過一個出音孔播放整個頻段,因此沒有分頻器,也沒有單元之間容易出錯的交接。AAW把售價USD 149的單單元A1D,與單動鐵設計以及許多價格高出甚多的多單元監聽耳機相提並論。

什麼是混合設計IEM?

混合設計IEM結合了一種以上的單元,最常見的是以動圈低音單元負責低頻,上方再配動鐵單元。三類混合設計再加入第三種單元,例如AAW Halcyon與Canary Pro的靜電超高音單元,或ACH的陶瓷超高音單元。

配備靜電單元的IEM需要專用擴大機嗎?

AAW的POLA不需要:每邊耳機內都有一個微型升壓變壓器,為靜電高音單元提升訊號,因此可以直接接上手機、筆記型電腦或播放器。在AAW的設計中,每顆靜電超高音單元都是一片重6微克的鍍金薄膜,緊貼一塊充電高達400伏特的極板。

為什麼有些IEM使用兩顆低音單元?

組成等壓式結構的兩顆動圈單元會分擔負荷。在AAW Z06中,兩顆6 mm低音單元一前一後排列,降低低頻失真並提升輸出;在Canary Pro中,這對單元在不加大腔體的情況下,使有效振膜面積倍增。

單元越多,價格就越高嗎?

不一定。在AAW的產品線中,九單元的Mockingbird售價USD 1,499,十六單元的Black Malus售價USD 1,399,而六單元的Z06比五單元的AXH便宜。價格取決於單元的種類與背後的工程,而不只是數量。

Kevin Wang

Null Audio, Singapore

Kevin Wang writes Null Audio's guides to connectors, plugs and choosing a cable, based on the questions customers bring to our Singapore studio.

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