動鐵式耳機的原理和重大缺憾

動鐵式耳機的原理和重大缺憾

從《不同耳機在不同音域的限制》一文中，大家應可見到，其實現今耳機廠商生產，打著各種名號，標榜不同耳機聽不同歌曲的做法，實則只是騙人伎倆，硬是把缺點反過來說成是優點。
其中，尤以現今標榜高音質和高價的動鐵式耳機為甚，只因，其實認識了動鐵耳機的原理便可發現，只是把上百年前的落後科技，套上了潮流的糖衣包裝而已。


認識動圈耳機的原理

先作介紹現今兩大門派之一：動圈式耳機的發聲原理，然後，再介紹動鐵式耳機，相信那時，有著一定耳機知識的人，立時便可發現動鐵耳機的致命缺憾。

傳統動圈式耳機或喇叭的發聲原理非常簡單，圖中是動圈式喇叭的結構。
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。

例如︰鋼琴中音C，是一個一秒產生約261次，由正到負完整的波形聲音。所以，當中音C的聲音訊號傳送到銅線圈，圓筒一秒內就要完整地上下震動約261次。

當圓筒推動紙盆震膜，於一秒內上下震動261次，震膜再把空氣每秒震動261次，

繼而空氣的震動，就會傳到我們耳中，由耳膜接收中音C的聲音。

又例如︰一個中音C之上的A音，是一個一秒產生440次波形的聲音，它會令喇叭震膜產生一秒440次震動，從而產生A音。

所以，當擴音機發出音樂訊號到喇叭，訊號經過銅線圈後，喇叭就會播出音樂聲，
一秒內產生的震動次數，往往數以萬計，從而播放出多種樂器和人聲混合而成的音樂。以上就是一般喇叭，即動圈式喇叭的發聲原理。

而大家手上的錫安劍系列耳機，與動圈式喇叭的發聲原理亦相同。但動鐵式耳機單元的發聲原理，與動圈式設計卻完全不同。

動鐵式的發明比動圈式更早，其實是一種比動圈式更落後，並且是極為間接發聲的設計。

現在，讓我們看一下動鐵耳機的發聲原理。

動鐵耳機的原理

圖中就是動鐵式耳機單元的結構圖。首先，是兩塊永久磁鐵。第二，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，好像動圈式耳機一樣，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；當U形鐵是南極，就會與永久磁鐵的南極相拒，並與北極相吸而被拉向上。

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，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。

所以大家會發現，對比之下，動鐵式是以槓桿弧形打圈的方式上下震動而發聲， 

動圈式是以絕對垂直的震動而發聲。

但是，其實這種動鐵式設計，只是將一個二百年前發明的電報機，改造成耳機單元。並且，由於動圈式喇叭被發明後，明顯比動鐵式優勝，所以100年前的人，早已放棄用動鐵式原理來製造喇叭。只是近年騙人的商家，再推出動鐵式耳機作為噱頭。 

動鐵式耳機的原理，其實說白一點，就只是一部電報機，原理實在是非常簡單，只要有一條通電的電線，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。

看到這兒，相信有一些金屬知識的人，已經可以發現到動鐵耳機的致命缺憾在哪，現在就為大家揭曉這些缺憾是什麼。

數個致命缺憾

1)U形動鐵上下擺動的範圍非常狹窄，所以動鐵式耳機所能發出的音域，同樣是非常狹窄。

2)由於動鐵式U形鐵，是以一秒上下擺動過萬次，震動上面的震膜發出聲音，所以這兩個位置，會因震動過多，短時間內就產生金屬疲勞而斷裂，即圖中，U形彎位的槓桿位置及推動震膜的小驅動棒，並小驅動棒和U形鐵與及震膜連接的地方。

但對比動鐵式的單元，其U形鐵和小驅動棒，只要使用數百小時，就必會出現如影片所見，當把一支U形的萬字夾不斷拉合時，槓桿位置就因金屬疲勞而折斷。

不過，這只是示範了一個動鐵單元的一個接合位置出現的斷裂，如果是多單元的動鐵，會損壞的地方會再按單元的數量以倍數增加。

因此，動鐵式耳機並不如錫安劍這種動圈式耳機，聲音越「煲機」就越好聽。

相反，那些所謂十二單元的動鐵式耳機，於「煲機」超過500小時後，必定會有一個或以上的單元，因為不同位置的金屬疲勞而損壞，不能運作。

所以，這些製造動鐵式耳機的廠商，根本知道動鐵是一種非常易壞的損耗品，

是「惡意淘汰」巔峰。如想知道甚麼是惡意淘汰，詳情請參閱「2012榮耀盼望第127篇之惡意淘汰」的主日信息。

3)由於動鐵式耳機的音域非常狹窄，生產商為了彌補這個缺陷，就將多個不同音域的動鐵式單元組合起來，成為一個多單元的動鐵式耳機。例如市面上四單元、六單元，甚至十二單元或以上的動鐵式耳機。

但多單元耳機，雖然每個單元都負責不同音域，但使用的單元越多，彼此之間的音頻就無可避免地出現不同相位而產生的波形重疊，令音頻互相抵消或增大，進一步破壞原音。

多單元設計的耳機，亦會令音色變得雜亂無章，在《論劍坊》中，不少人在外嘗試不同耳機時常會形容動鐵式耳機的音色，出現「炒埋一碟」的現象。加上動鐵式單元的聲音，不如傳統動圈式耳機的震膜，

以錫安劍耳機為例，震膜是以垂直方向直接發出音頻，聲音就不會因為折射而產生定位錯亂，以及聲音不同步的問題。

但動鐵式的震膜和單元洞口，成一直角，聲音要由震膜經過金屬外殻的多重反射，再傳到外殻的洞口才能夠發出聲音。所以，即使是一個單元的動鐵式耳機，

也無法避免因折射而產生衰減、定位錯亂和聲音不同步的問題。

但假如是多單元的動鐵式耳機，每一個單元的聲音，不單自己要經過折射，

更要經過整個耳機外殼，並且和其他動鐵單元金屬外殼，作出多重折射，才穿出耳機洞口，傳送到聆聽者的耳中。

你能夠想像，對比動圈式耳機是完全不經反射進入耳中，是天淵之別，當聲音經過如此多重反射，只會令音色產生更多問題，

就是剛才提到的衰減、定位錯亂和聲音不同步，亦會令不同單元所產生的聲音，出現時間無法對準、音頻因重疊而互相抵消或不正常地增強等缺點。

試舉一個例子，當有一個玻璃杯在你面前打破了，你單憑聽覺就會知道發出聲音的位置，但是如果你是坐在一個細小的金屬箱內，因為聲音反射，就不可能判斷聲音的位置。

但以上任何一個問題，卻早已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這樣多問題並聲音雜亂無章的耳機。


4)動鐵式耳機會在多個位置出現金屬疲勞，並不會如動圈式耳機一般，聲音越「煲機」越好聽。

如錫安劍這類動圈式單元，無論是紙盆或是橡膠折環，都會因長時間「煲機」而變得越用越柔軟鬆弛，令聲音的動態感更佳、低音更圓潤、人聲更平順、高音更清晰順耳。相反，動鐵式耳機於「煲機」後，會因為金屬疲勞，而出現結構損壞，甚至完全斷裂，越是「煲機」，音色就會越差、越扭曲。

就算一個動鐵式耳機在未損壞時，都會因金屬疲勞，而令到所有U形和連接位，產生上下搖動，力度不平均的現象。就如同你把一條萬字夾不斷開合，過程中你會發現開合時全程的阻力會慢慢地變得不平均，某些位置阻力大，某些位置會阻力少，最後就會完全斷掉。

所以，在動鐵式耳機煲機500小時後，所有的U形和連接位都正在發生以上情況，
你又怎能期待可以聽回原音？因為，要做到原音根本是一個神話！



5）由於動鐵式耳機的U形金屬條，是以槓桿方式推動小驅動棒，再推動震膜而發聲。基本上，動鐵式是以一個弧形打圈的動作推動震膜，對比動圈式以絕對垂直的方式推動震膜，單單計算這一點，動鐵式已經絕不可能產生純正、不扭曲的聲音。

又怎可能會比動圈式更好呢？

6)由於動鐵式的耳機單元，是使用U形動鐵的上下震動而發聲，所以，廠商製造時，為了避免於短時間內發生金屬疲勞而損壞，必定會以非常堅硬的金屬作材料。亦因此導致U形動鐵的上下擺動距離，即所謂「衝程」受到限制。

所以，一般廠商和售貨員，都必定強調動鐵式耳機的音頻反應快，適合聽靜態音樂和偏中高音的人聲或樂器。但這明顯是因為動鐵的震膜擺動「衝程」受到嚴重限制，而編造藉口，掩飾動鐵式的缺點。將缺點說成特色，實在是荒謬之極！

7)一般購買或是試用高價耳機時，店員都普遍會向大家指出，需要使用耳擴才能發揮高價耳機的性能，而其中一種，就是所謂的多單元動鐵耳機。但是，其實日華牧師已藉精華短片作出分析，耳擴只會令音色變差而不會變好，

並且提及他一直都是以推大音量及作出EQ調整，來模擬「全音域」的假象。所以他是以一間2000人教會的聚會音響，來製造現在的耳擴功能，這種經驗，並不是一個躲在試音室的工程人員，

或獨自一個在錄音室錄音和編曲混音的編曲人員可以對比。日華牧師所做的，比他們難上十倍，所以，日華牧師是可以肯定，坊間的小型耳擴是沒有用的產品。

所以，鐵式耳機不單音域窄，而且低音極單薄、人聲扭曲、高音刺耳、定位凌亂，

亦非常容易損壞，並不耐用，聲音更加不會越「煲機」越好！

而這是為何日華牧師在研究時發現，早在五十年前，耳機廠已放棄了在喇叭技術上的突破，只因，他們解決不到一件事情，便是在無限快當中，製造到一些音域。

例如，彈奏一個音符是2K，是否在一秒鐘跳動二千次便能夠播出到那種聲音呢？

當然不是。

因為，在二千次裡面只能夠出到那種聲音，但那種聲音怎樣分別結他或是鋼琴的聲音呢？那個喇叭膜必須做到，就是做到很多影子的音程和音域出來，才能模仿到當C調出來時，是從笛子、風笛、鋼琴還是結他樂器奏出來的。

於是，製造這個密度的情況下，在旁需要做很多次來回模仿的影子聲音，這個才能夠做到的。所以，很久以前，在物理學上是沒有可能做到那樣快。特別是模仿一個聲音，如果數種樂器同時奏出來呢？

那個震膜並不是一秒鐘來回二千次，它為了每個音、每種樂器也需要行足那個音程，稱為衝程，才能出到這種聲音。

所以，「動鐵」出了機械的聲音，當然是的。因為，動鐵耳機，充其量只能是聖誕卡的播音器，是一個現今耳機廠做了華麗包裝的騙局。


結語

而錫安劍耳機郤非如此，不僅因著鈦晶膜喇叭的先進技術，做到了全音域音色的展現，其他方面也是遠勝坊間的耳機，最重要的，這是神白白施恩送出，以讓人得著神屬天全音域美好音色的祝福，今天，我們務必珍惜和盡力傾出讚美聲，讓人白白得著全音域音樂的祝福。


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資料來源: 2010-2012 恩膏引擎全力開動！！：動鐵式耳機的原理和重大缺憾