耳機規格介紹《第二篇》耳機阻抗、靈敏度— 耳塞式耳機| 音樂科技網
上一篇 介紹到耳機的頻率範圍及頻率響應,這一篇繼續翻譯並重新整理 Understanding Earphone / Headphone Specifications 的內容,說明耳機產品的其他規格。
阻抗(Impedance)
阻抗是電路中電阻、電感、電容對交流電阻礙作用的統稱,單位為歐姆( Ohms,希臘符號為 Ω),阻抗越高,流動的電流越少。
耳機的阻抗範圍在 8 ~ 600 歐姆間甚至更高,先講個最快評估耳機阻抗是否適合你的方法:
直接把你的播放設備阻抗乘以8
就等於適合的耳機阻抗值,例如你的 CD player 的阻抗是 8 歐姆,那你的耳機阻抗最好是 64 歐姆,但這並不表示阻抗 64歐姆的耳機比 62歐姆的好,阻抗並不是耳機好壞的標準,只是判斷播放設備跟你的耳機合不合適。
功率損失(Power Loss)
在電流傳導到耳機的過程中,即使我們希望過程中沒有任何損耗,但只要耳機與播放設備的阻抗不同就會有功率損失(power loss),損失的功率可用下面公式來計算:
如果我們用 110 歐姆阻抗的耳機與播放設備套入上面的公式計算,會得到約 -6 dB 的數字。由於耳機與設備一定都有阻抗值,所以都有功率的損失,就像下面的圖表一樣,英文上稱作 load loss ,這樣的損失可以透過耳機放大器傳送額外功率去彌補。
靈敏度/音壓感度(Sensitivity)
Sensitivity 是指在一定的輸入功率下,耳機會有多大音量產生,背後代表著耳機將電子訊號轉換成聲音訊號的有效程度,也會影響聲音的動態效果,單位為 dB SPL/mW (decibels of Sound Pressure Level per milliwatt)。
播放設備的輸出功率
耳機的靈敏度通常在 80 到 125 dB SPL/mW 之間,靈敏度要搭配播放設備來看會較有意義,因為當使用不同的播放設備,輸出的功率就會有所不同。
假設我是用 CD 播放器播歌,會跟我用手機、音響設備聽歌時,輸出到耳機的功率不同,如同下面這張圖。當輸出的功率越大,音量當然也就越大。
整體來看,當播放設備的輸出較弱的時候(low output level),用低靈敏度的耳機會產生較低音量,這時候如果將耳機放大器的強度調高會造成聲波的波型有 clipping 的現象而引起破音。
如果是高靈敏度耳機配上高功率的耳機放大器會變成噪音較多,使用上需要調低音量,除非耳機內有衰減器(attenuator),會讓你在調高音量時聽到較少雜音。
耳機的最大輸入功率(Maximum Input Power)
除了考慮播放設備的輸出功率外,大部份的耳機的能夠承受的功率基本上在 1 瓦特(Watt)左右,不管是錄音室耳機還是一般耳機。
如果你是 DJ ,你可能會使用耳機放大器(headphone amplifier)。耳機放大器最高可承受到 3 瓦特,這對你的耳朵與耳機都是相當高的功率,所以很多說明書都會提醒耳機的輸入功率是在哪個範圍,避免損害耳機本身。
備註:dB SPL 不會因為 mW 翻倍,dB SPL 的值也跟著翻倍。例如有一隻耳機是 122 dB SPL/mW,輸入 2 mW 的功率的時候並不會產生 244 dB SPL。
Clipping Level 或 Maximum Level
耳機規格裡很少會寫 clipping level 或 maximum input level,但在播放設備的耳機輸出可能會有這一項。主要是提醒使用者在用耳機放大器時如果超過多少 level 後聲波就會被 clipping 或是開始出現破音,主要跟耳機的阻抗與靈敏度有關,這對 DJ 應該蠻重要。
在「耳機的靈敏度過低」或是「耳機阻抗跟播放設備阻抗差太多」的情況下,你把耳機放大器的 level 轉很多,就會需要更多的功率,當需要的功率大於耳機放大器所能負荷的 Maximum Level 就會出現破音,甚至傷害到耳機本身。解決的方法可以把耳機放大器改用電池,可能可以解決此問題。