耳机的灵敏度是指在指定测试条件下[IEC人工耳和不同耦合器件模拟人耳,或耳道],使用1kHz正弦波交流信号,让耳机达到1mW功率时,可以达到的声压级,单位是dB/mW。由于dB作为指数单位,必然后跟测试条件,对于很多普通用户来说使用不便,我们在提到灵敏度时可能会省去mW单位。

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但很多耳机产品会非常完整的写下dB SPL/mW @1kHz,或类似的写法。可使用功率公式P=U^{2}/Z,求得U电压值。其中P功率要求是1mW,即0.001W已知,即最大正弦功率。U为最大正弦电压,Z是扬声器额定阻抗。看上去和直流算功率的方法没啥差别。

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例如,一款耳机标明的额定阻抗为32欧姆,需要的电压大概为0.179V[0.032平方根];150欧姆对应的就是0.387V。所以不同的阻抗值粗略的告诉我们一款耳机在达到它标称的灵敏度数值的声压级时,所需要供电电压的高低差别。

这里额外讨论一个话题,就是为什么越来越多的手机可以号称自己可以驱动600欧的耳机了呢?根据以上公式可以求得,如果耳机负载为600欧姆,那么需要供电电压是0.775V,而根据行业测试标准以往模拟电平数字化标准时0dBu的定义,即600欧负载下达到1mW的模拟电压的0.775V为0dBu[也是600欧的0dBm]。dBu,其实就是Soomal平时测评声卡、手机、解码器等产品时谈到的输出电平xxx dB。关于这个概念下次再谈。而手机称自己可以驱动600欧耳机,是指它可以提供0dBu,即0.775V的输出电压,并达到1mW的输出功率。

耳机灵敏度参数对于我们使用、选购耳机有什么启发呢?

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第一,目前头戴耳机的灵敏度一般在100dB左右,小耳塞灵敏度很容易超过100dB。而我们一般人在安静环境下听音乐需要耳机达到的声压级在平均90dB-100dB左右。目前低于90dB灵敏度的耳机不多,低于这个值,再看看它的额定阻抗,基本知道它是否容易驱动了。

第二,灵敏度和额定阻抗是一组相关参数,虽然都是某频率点上的静态指标,但也需要结合在一起来看。例如同为100dB灵敏度,阻抗是32欧姆和300欧姆,就有很大差别了。由于声压是指数单位,阻抗又要对应到开平方下的电压值[为了得到1mW的功率指标],所以对于习惯线性关系的人脑来说,感觉不会那么淮。

第三,上文谈到,扬声器的阻抗会随信号频率变化而变化,灵敏度也只是1kHz下达到1mW时的声压级,它只是一个快速、初步的判断指标,所以有时候你会觉得这两个参数与听感好坏判断几乎没有参考价值。对于耳机是否好推有定量的意义,阻抗低,达到灵敏度标注声压的电压就更低;灵敏度高,自然在同样输入功率下,声压会更大。但这只是衡量声音大小的指标,更何况还是1kHz单一频率的。我们还要考虑它的阻抗曲线和众多因素。

第四,由于第三条说的内容,所以大家要警惕也可以理解为什么一些音源说可以驱动600欧甚至1000欧阻抗耳机,这是一种不严谨不负责的说法。

作为扬声器如此复杂的电声元件来说,并非以上一些参数就可以完全概括它的性能。频率范围、阻抗和灵敏度,作为耳机产品最常见的三个相关声学参数,它起到的作用需要考虑到它的定义与测试条件。希望本文相关几条提示对大家认识这两个参数有所帮助。接下来的几期内容,我们会聊聊输入输出中的电压、电平和信噪比指标的定义和用途。

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