你是否在選購耳機的時候，看到耳機宣傳詳情當中的“碳納米管振膜”“鑽石振膜”的介紹，有一種顯得很高端的感覺？的確，在動圈耳機仍然大行其道的今天，做為耳機單元的核心組件——振膜，是一個不得不去關注的東西。那麼振膜究竟有什麼神器之處？它是如何將每秒的音樂送到你的耳朵當中的，我們不妨通過這篇科普和你聊一聊。

在很多廠商對耳機進行宣傳的時候，都會對耳機的振膜進行一番描述，甚至有一些產品，會將自己的振膜做為核心賣點來進行推廣。那麼振膜的好壞、不同類型的耳機振膜，對聲音都有哪些影響？我們在選擇耳機的時候，需不需要對這款耳機所搭載的振膜額外關注和留意？這是本期《趣聽私塾》將為你解答的。

一枚使用鍍鈦振膜的耳機單元

振膜：動圈耳機核心的發聲部件

在我們初中的物理課本當中，有講過揚聲器的發生工作原理，只不過在教科書當中是以音箱的揚聲器為例子介紹的，那麼動圈式耳機單元的工作原理，又有哪些不同呢？其實本質上講，動圈式耳機單元和音箱的發聲單元在原理上是幾乎一致的，只是結構方面略有區別。

它們都需要通過輸入帶有電平的模擬信號，通過磁鐵帶動線圈振動，而最終發出聲音的，就是和線圈綁定在一體的振膜。為什麼叫“振膜”呢？其實按照專業的說法來講，應該叫做“振動板”，因為這個“板子”它非常的輕薄，因此直觀地來講，我們將其稱之為振膜。

一個動圈式揚聲器的結構圖

所以最終發出聲音的，正是單元最上端的振膜本身，因此不同材質、不同尺寸、形狀的振膜在聲音表現上都會或多或少有些區別。拋開耳機的腔體結構、佩戴結構等方面，就說單元本身的話，振膜對於一款耳機單元的聲音表現有著決定性的作用，其次才是線圈、磁石等。

可以說一款振膜的好與壞，決定了耳機單元本身的好壞，從而也會很大程度上地影響一條耳機最終的聲音表現。但是從哪些方面才能體現出一款耳機的振膜好與壞呢？一般來說，振膜材質、表面設計、腔體配對等方面都會決定著振膜的好壞。

索尼ZX700頭戴式耳機的振膜

什麼樣的耳機振膜才是好振膜？

先不說看著讓人眼花繚亂的振膜材料，先放出一個設想：什麼樣的耳機振膜才是好振膜？我們知道，振膜本身可以理解為將電平信號轉換為聲音的媒介和紐帶，那麼振膜設計的好與壞，就直接影響到最後耳機本身聲音品質輸出的音質特性。當然，如何衡量一款耳機振膜的好與壞，首先要看振膜本身是否符合動圈式耳機揚聲器的性能指標，因此我們目前可以看到的耳機振膜，都是按照動圈式耳機揚聲器本身的特性所針對設計的。

因此根據揚聲器主要的一些電聲性能指標（失真、阻抗、頻響等）來看，一款優秀的、理想的耳機振膜，應該具備：質量密度要相對較小，從而讓振膜本身更加輕量化；材料力學楊氏模量相對較大，從而能讓振膜本身具備著較好的剛性，此外還需要合適的內部阻尼因子，可以吸收振膜在振動過程中發出的不必要雜波，帶來失真。

將振膜從耳機單元上單獨取下

因此我們會發現，這似乎是一個異常矛盾的問題，如果說要輕量、更輕薄，那麼振膜本身的剛性就不會有特別大；如果說要剛性大，那麼和輕量化好像就沒什麼關係。所以對於耳機振膜來說，要儘可能的兼顧這兩種要求，就需要從兩個思路上首先入手：一是振膜本身的力學設計，二是振膜的材料特性

所以你可以看到大部分的耳機單元振膜都會在周邊設計一圈“加強筋”，從而增加膜片的剛性，但是不同設計的加強筋、球頂等部分，都會帶來聲音不太一樣的表現，因此單獨開發出一款性能優異的耳機單元需要通過大量的測試、數學模型論證、裝配配對等環節，這也就無形中增加了耳機的成本。

也有部分不帶加強筋的耳機振膜

材料：動圈式耳機振膜性能提升的一絲曙光

我們之前的文章已經說過，目前動圈式揚聲器的發展技術已經走入了一個瓶頸期，所以在理論模型完善、結構優化將近極致的時候，能再進一步提升動圈式揚聲器性能的思路，或許就是對振膜材料進行入手，所以不同的材料也有著不同的性能、風格，這也就帶來了耳機廠商們宣傳的各種各樣的振膜。

從振膜材料方面來看，耳機振膜共分為：紙漿類、高分子類、複合類、金屬類，而採用紙漿類振膜的耳機本身不算太多，蘋果早期版本的Earpods就採用了羊毛紙盆+塑料複合振膜，一般來說紙漿類振膜本身成本較低，低頻效果優秀，但本身的剛性、重量方面都沒有太大的優勢。因此對於耳機振膜來說，最常見的仍然是以高分子材料為主的PET振膜。

Earpods採用的正是複合類振膜

隨著材料學的發展和生產工藝的進步，目前中高端耳機產品的振膜往往都會採用複合類振膜，也就是所謂的“生物複合振膜”、“鈦金屬振膜”以及“碳納米管振膜”，這種振膜都會使用1-2種材質共同設計打造，比如振膜邊緣負責低頻的部分就會使用PET材質，而金屬膜片對高頻的瞬態、細節表現更好，則出現在振膜中央球頂的位置。

當然還有一部分非常捨得“堆料”的產品，會使用一些稀有金屬來製作耳機的振膜，這種振膜我們就稱其為“金屬振膜”，比如法國著名的HiFi音響品牌Focal（勁浪）旗下售價2萬多元的耳機Utopia，就採用了含有劇毒、危險性較高的Be鈹金屬振膜，當然在合理的生產設計和結構保護後，是不會有風險的。鈹這種材質就很好地詮釋了質量小、剛性強的特點，非常符合耳機振膜生產，但是無奈成本非常高昂。

Focal的旗艦頭戴式耳機，採用純鈹金屬振膜

雖然只有高端耳機才能用得起鈹金屬振膜，但是中低端耳機仍然可以選擇性能更好的振膜，比如鍍鈦振膜就在很多耳機上出現過。而近些年隨著碳納米管技術的進步，鍍有碳納米管的耳機振膜也開始逐漸出現。此外能和鈹金屬振膜相提並論的，也就是一小部分使用DLC（Diamond-Like Carbon）振膜的耳機出現，這種材質的振膜密度與金屬鈹相當，而楊氏係數為鈹的1.4倍，聲導速則是鈹的1.5倍，數據上並不輸於鈹金屬振膜單元。

當然對於大部分低端動圈耳機來說，仍然是採用最普遍的PET（聚對苯二甲酸乙二酯），並且也是很多複合振膜的基材，它的聲學性能表現各方面都不算差，並且還有著極低的成本和較為飽和的原料供應，因此受到了很多耳機廠商的喜愛。

採用PET振膜的耳機單元

振膜雖好，但不能“以膜論聲”

這是很多廠商、商家都存在的宣傳誤區，總是在給消費者傳達一種“振膜好，所以聲音好”的感覺，宣稱使用了XX振膜就可以帶來比XX耳機更好的聲音表現，但事實果真如此嗎？其實並不見得，因為振膜雖然是耳機單元本身的核心組件，但耳機本身並不是只靠單元就可以發出好的聲音的，因為耳機是一個環環相扣，相互搭配的整體。

我們在之前的文章中有給大家科普過關於耳機腔體對聲音的影響，但也說並不是腔體就能決定耳機的聲音。耳機單元振膜也亦如此，很多廠商在宣傳自己的耳機產品振膜的時候，總會有意無意地向消費者傳達比如“鍍鈦振膜就有非常好的高頻表現和聲音解析力”，而不明真相的小白用戶很容易相信，其實這是一種心理暗示罷了。

某耳機品牌的振膜宣傳

即使兩款耳機的振膜材料相同，但其他方面的因素均不同，所能展現出來的聲音風格、聲音表現也不會一樣，振膜本身雖然有著一定的特性，但並不能直接地去決定耳機的聲音表現，通過看振膜材料來判斷耳機的好壞是一個非常主觀且臆斷的方式，至少就目前來看，並沒有某款耳機振膜是最完美的，因為動圈耳機本身就有著很多無法避免的先天性缺陷。

所以那些看起來琳琅滿目、各式各樣的耳機振膜，只是為了能給動圈耳機本身帶來更好的聲學性能，從而達到廠商為這款耳機所賦予的聲音表現。如果真的有一天當一款採用了XX振膜的耳機都能被吹上天的時候，那就是耳機行業最悲哀的時候。如果你對這篇文章有任何意見或看法，歡迎在下方留言區與我們交流探討。

參考文獻：

[1].揚聲器音盆楊氏模量與損耗因數的測定新方法及裝置研發[D]. 樑乃忠.華南理工大學 2013

[2].薄型壓電陶瓷揚聲器振膜振動和聲輻射的實驗與分析[D]. 黃曉強.廣東工業大學 2012

[3].改性處理對纖維結構及振膜電聲性能的影響[D]. 彭奎.武漢大學. 2011

[4].揚聲器輻射體旋轉薄殼的諧波失真[J]. 張志良,胡秀青. 聲學學報. 2016(05)

[5].耳機音質的主觀評價和客觀判定[J]. 林柏青,邱士嘉,楊磊. 電聲技術. 2015(08)