2017年2月5日 星期日

解構動鐵式耳機 – 極舊科技


耳機的選擇中,有分為動圈、動鐵等,而最多人推薦的就是動鐵單元。為何動鐵單元會如此受歡迎呢?先讓我們了解一下關於動鐵單元及動圈單元的構造。

動鐵單元可分為兩部分,一部分是兩塊永久磁鐵,而另一部分則是一個橫向U形,繞了銅線圈的金屬條,這就是所謂的「動鐵」。當音樂訊號由擴音機傳送到動鐵,就會令U形動鐵產生不斷轉變的磁極。當U形鐵是北極,就會與永久磁鐵的北極相拒,並與南極相吸而被拉向下,反之亦然。

所以,當音樂訊號由擴音機傳送到銅線圈,U形鐵就會不停上下擺動。推動連著U形鐵上方的一枝小驅動棒,再去推動上方的震膜,以不同頻率震動而發出聲音。正因為這款耳機的發聲原理,是以U形鐵的上下震動而發聲,所以就名為動鐵式。

然而,這種動鐵式設計,其實只是將一個二百年前發明的電報機,改造成耳機單元。當中的原理就如電報機一樣,用一條通電的電線不斷切換為打開和閉合電路,發訊號的一端,就能發出摩斯密碼,傳輸到接收訊號的遠方。而接收訊號的一方,則要把銅線繞在一支固定的鐵釘上,形成一個線圈。當有電流通過線圈,就會產生磁極,令鐵釘上方的鐵片,被磁力吸引而打在鐵釘上。如此,就可以藉著不斷打開和閉合的電路,導致鐵片拍打鐵釘發出聲音,將摩斯密碼記錄下來。

電報機的運作原理與動鐵式耳機單元發聲的原理,基本相同,只是把直立的鐵釘扭曲成為U形的動鐵。發聲時不是以鐵片打在鐵釘上,而是當U形動鐵因磁場變動而上下震動時,推動連接在U形鐵的小驅動棒,以槓桿的圓弧形方式,再推動震膜而發出聲音。因著其結構,當中存在音域狹窄、弧形輸出、聲音反射與抵消,及金屬疲勞等問題,更會造成時間無法對準、音頻因重疊而互相抵消或不正常地增強等缺點。

而動圈單元的構造,就是喇叭底下有一塊永久磁鐵,形狀是一個中間空心的圓形,看起來像甜甜圈。一般而言,上面是北極、下面是南極,而磁鐵中間的空心位置,有一個圓筒,外面包著銅線圈,銅線圈的兩端,連接到傳達聲音訊號的擴音機。
圓筒上方的圓周,連接著喇叭表面,發出聲音的震膜中央位置,一般而言,這都是紙造的紙盆。而震膜的最外圍,連接橡膠所造的一個圓環膠邊,稱為折環,折環再連接到一個固定紙造的震膜盆架。

當聲音訊號由擴音機,傳到環繞圓筒的銅線圈時,由於音頻訊號是一個由正到負,不斷上下變動的波形。根據物理學的電磁波原理,聲音訊號會使銅線圈產生不斷變換的南北極磁場。從而與圓筒外圍的永久磁鐵,產生一時相吸、一時相拒的上下震動。

既然,動鐵單元的原理就如二百多年前的電報機,並存在如此多的問題,甚至在一百年前,動圈式喇叭被發明後,因各方面明顯比動鐵式優勝,動鐵式更一度被人棄用。那麼,就如文章起首所提出的問題,為何動鐵單元會如此受歡迎呢?其實只是近年騙人的商家,再推出動鐵式耳機作噱頭,令消費者被教育動鐵式耳機是新産品,花上大量的金錢去購買。

以上任何一個出現在動鐵式耳機的問題,完全不會出現在動圈式單元的錫安劍耳機。相反,動鐵式要退後一百年的科技,才重新製造一種會有如此多問題並聲音雜亂無章的耳機。



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