耳機的阻抗曲線
 

國王的新衣

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%...%96%B0%E8%A1%A3


from: 維基百科

如果你是那小孩，你會揭穿國王沒穿衣服的這件事嗎???

我們在生活上、工作上，時常扮演這小孩吧!

(1) 沒遇到這件事

(2) 看不出真相，哪買的，我也要一件這衣服

(3) 勇敢 (還是白目地) 說出來，大人、你被騙了

(4) 你露屁股關我鳥事，無視之

(5) 等有人說出，我再跟風嘲笑

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這故事與本串有關嗎? 無關的!

羽絨衣
 

來穿一件羽絨服



這是我手上的 Beyerdynamic DT-990 Edition 250-ohm 的阻抗曲線

知名耳機的阻抗曲線在一些網站都查的到，只不過大多只量到 10~20,000 Hz

我量到 45kHz，這把耳機可以到 39.5kHz 的樣子，曲線畫到 40kHz 不過分吧

這是典型的動圈耳機的 impedance curve + (Phase curve)，特徵是


(1) 阻抗曲線一般在 50 ~ 100 Hz 之間有一個高峰

這把 DT-990-Edition-250 的阻抗峰值(約)是 601 ohm @ 71.4 Hz


(2) 最低阻抗(約) 是 263.6 ohm @ 1663 Hz

最高 : 最低 = 2.29 : 1

2.29 是我手上所有耳機中，最高的一把，所以，羽絨衣


(3) 阻抗曲線凸起來地方是共振 ( resonance)

這把耳機有兩個共振點，最大在 71.4Hz，第二共振點是約 5,593 Hz

共振點的地方，其相位 (Phase) 為零，或很接近零

表示共振時，耳機就是個純電阻，尤其是在第一個主共振點 (約50 ~ 100 Hz 間那個)

很重要，再講兩次

共振時，耳機就是個純電阻，

共振時，耳機就是個純電阻，

最大共振時，震動體沒在當電感或電容的腳色去儲存能量，就是純電阻，把 amp 餵的能量全部轉成機械功 (動能+熱)



(4) 我量了很多耳機， (除了靜電耳機我不會量之外)

幾乎所有耳機的阻抗曲線，在最右側高頻處 (>10kHz 之後)，相位都是漸增的

除了相位逐漸增加之外，阻抗也是增加的

表示在高頻 (>10Kh)，耳機的電感性增加

沒有例外，平板耳機也是如此，只是多寡的程度問題

靜電耳機可能是例外，因為它是電容性的，極高頻時的阻抗會趨近零，

所以，某食材靜電耳放才會在放大線路中加入 Low-pass filter 保護機器

我手上還有一個例外，某屏風喇叭，它在極高頻處阻抗曲線是往下掉的，可以低到 2.x ohm (哇， amp 殺手? 還好一般音樂的極高頻能量不大)

大概這樣吧!


(5) 阻抗最低點時，相位也是零 (或接近零)，純電阻

Phase 為正，相位落後，有電感，所以阻抗會增加

Phase 是負值，相位超前，有電容性，阻抗也會增加，而且，電路有震盪的危險

所以，阻抗最低的那個頻率只好是純電阻，phase = 0 或接近零

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負載的 Phase 為正時，放大電路為何就沒有震盪的危險?

你看那 OP amp 的使用手冊都在說驅動電容性負載時該如何如何，沒在說驅動電感負載要怎樣的，何解?

運動外套
 

來一件運動外套




這是我手上的 Beyerdynamic DT-880 Edition 600-ohm

最低阻抗 609.5 ohm @1,525 Hz

左邊第一共振點的阻抗 730.5 ohm @80.2 Hz

最高/最低阻抗 = 1.20 , 這個比值很低喔

所以，它很難照顧嗎??? 我不覺得



其次，在 40kHz 極高頻時

上一樓的 DT990 Edition 250-ohm 的相位是 24.7 degree

而本樓的 DT880-E-600 在 40kHz 時的相位是 14.9 degree

但 DT880 在 40kHz 的阻抗卻超過了共振時的阻抗

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阻抗高有困難嗎?

我以前在 DIY OP-Amp + Buffer OP 耳放時，阻抗高??? 給它 +-15V 供電就搞定了

電流要高才是麻煩

阻抗是重要，但，相位比 "阻抗變化" 重要多了，是吧?

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(動圈)耳機好像沒有電容負載這種問題的樣子

Bikini
 

Bikini 來了




真男人的 Sundara-Closed-Back

可以視為純電阻了

有趣的一件衣服

這是衣服嗎? 拿帽子鞋子遮住三點算是衣服嗎?
 

異類耳機



Sony PFR-V1

這真是把一個揚聲器掛在耳上，第一共振點(約)在 988.8 Hz

有些耳機的設計第一共振點會低於 50Hz 的

但超過 120Hz 的，我只有這一把索尼是這樣的

天真的小孩說實話?
 

大部分的動圈耳機，其共振點約在 50 ~ 100 Hz 之間

我沒假人頭，所以合理的 FR 我沒辦法量，但很多網站都有量

大部分耳機在 50 ~ 100 Hz (或共振點) 它的 response 有激凸嗎? 沒有吧

我在其他樓量主機板內附 line out 驅動耳機，其輸出電壓在耳機共振頻率下，輸出電壓也沒激凸 (註一)


共振頻率下，有激凸的只有耳機的阻抗

這表示，在共振頻率下，耳機只要較少的電流、就可以夠大聲 (或一樣地大聲)

在共振頻率下，耳機並沒有向放大器索要更高的電壓

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那就出一個考題

假如一隻耳機標秤阻抗是 30 ohm，阻抗曲線平平地，很好供養，

它的效率、讓你用輸出 10mV 的雞絲就夠大聲、夠用。


一天，其設計師更改外型後，讓它在 100Hz 時的阻抗飆到 300 ohm，有個激凸的阻抗曲線

其他頻率下維持 30 ohm

哇

你需要找個輸出 100mV 的撥放器去伺候它嗎? 阻抗變高喔! 歐母定律

同流合汙，日子才會好過
 

[國王的新衣]

如果你是那小孩，你會揭穿國王沒穿衣服的這件事嗎???

我們在生活上、工作上，時常扮演這小孩吧!

(1) 沒遇到這件事

(2) 看不出真相，哪買的，我也要一件這衣服

(3) 勇敢 (還是白目地) 說出來，大人、你被騙了

(4) 你露屁股關我鳥事，無視之

(5) 等有人說出，我再跟風嘲笑

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這是一樓的開頭故事，除了上述五種反應之外，還有沒有其他反應?

當然有啊

你會不會想學那 "美麗衣服" 的紡織技術???

你應該問，國王的織工招收學徒嗎?

告訴你喔，這種人容易幸福快樂啊.......在這個滿是金融泡沫的時代

你要搓破泡沫? 還是隨著泡沫昇華

DT-990 05' Edition 250 ohm ， 插在

Topping DX7 pro plus (官宣 output impedance < 0.1 ohm)

雞絲輸出 -12dBV (=250mV) sine wave 訊號下的掃頻




對比

Topping DX7 pro plus 輸出給一根 251 ohm 的電阻的掃頻




有對比，才知道真實耳機不平整的阻抗曲線到底對耳放有啥影響嘛

看的出來嗎?????????????

我至少看出來在共振頻率下 (70Hz)，DX7 pro plus 還是輸出 -12dBV (250mV) 給DT990

並沒有因為 DT990 在 70 Hz 時阻抗飆到 600 ohm ，而向耳放索取更多的電壓


我的 DT-990 是 2007 還是 2006 年買的，05' edition

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歐母定律

阻抗變高，電壓恆定，那就是電流變小嘛，對吧!

Phone out 輸出約 65 ~ 80 mW 的錄音卡 MOTU Ultralike mk5:

插上 DT990-05' edition 250 ohm，250mV (-12dBV) 的掃頻




同樣，換掉耳機，裝上一根 251 ohm 的金屬皮膜電阻，掃頻如下





Ultralike mk5 對付 DT990 250ohm 看起來是沒甚麼問題

這台錄音設備 ASR 有測，成績不是很好，有可能是測試時 driver 還有問題


DT990 pro ，ASR 的站煮給斷頭豹，哈哈哈..............

但，DT-990 05' edition 是我這 15 多年來最常用的耳機，嗯

DT990 250ohm 有這好養? 錯，這把不是很好養

當插上輸出阻抗高達 187 ohm 的主機板贈送的 Line out 時，問題就來了



250/187 = 1.34，damping ratio 還大於 1 喔




一樣，把 DT-990 耳機換成一根 251 ohm 電阻，如下



兩相比較.....嗯.......

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我測了很多低阻耳機，耳機擴大機的輸出就像本樓的第一張圖

1. 當耳機放大器的內阻高 (damping ratio 低) 時，左邊極低頻就會衰減


2. 耳機共振產生高阻，它就是索求的電流變小，不會要求更高的電壓。

但這點，我還沒測 [無負回朔] amp 或者 [有輸出變壓器] 的機子是否成立，以後再說......


3. 當機子的 damping factor 小，耳機共振產生高阻的地方 THD 會增加

damping factor 夠大時是壓得住共振點附近的 THD 激增


4. THD 增加最大的頻率，不是共振點 (impedance curve 最高處，此處 phase = 0) 喔