为什么耳机低频轻松达到20HZ甚至更低,外放音箱则30HZ都难以达到?

多简单啊,这不就是基础的声学特性吗?

首先,人耳对不同频率的声音感知敏锐程度相差很大,这个叫做“等响曲线”,简单来说就是低频需要相当响,才能让你觉得跟响度很低的中频声音听上去差不多:

请注意这个数值是非常离谱的,分贝是个对数单位,80dB的20Hz声音跟10dB的1000Hz声音在能量上差出了几个数量级,但是它们听起来似乎是一样响的,就非常离谱,因为这涉及到了第二个问题。

那就是在声的回放过程中,想要让低频达到某一响度,需要的能量比中高频大得多的多的多。

为什么?

低频扬声器在波长远大于箱体尺寸时,可以近似看作一个小型单极声源。它的远场声压跟振膜推动空气体积的加速度有关,可以写成

所以很显然,p不变的情况下,X也就是振幅跟f的平方成反比,也就是f增加10倍,X就变成原来的1/100……

OK那么一米的4π自由场条件下,想要怼到90 dB SPL,20Hz需要多少峰值体积位移?

答案是593 cm³,也就是说一个12英寸的单元需要位移36.3 mm才能满足这个要求。

但如果我们放低要求呢?

答案是如果我们把低频回放的要求放低到40Hz,那么峰值体积位移就只需要148 cm³了,不需要12寸的低音单元也可以搞定这事了。

所以这就是关于低频回放的两个致命问题:等响曲线决定了低频只有达到一定响度,才能被人感知;物理特性决定了想让低频达到一定响度,必须提供足够大的箱体与单元(这里我们甚至还没有讨论能量的事情,显然,驱动如此巨大的单元当然也需要更大的能量)。因此音箱想要重现哪怕只是30Hz的低频都是十分困难的事情。

那耳机为什么可以轻松怼到20Hz?

答案是耳机跟音箱的工作环境完全不同,入耳式耳机直接工作在压力场中,Belike:

所以它根本不需要向整个房间辐射20 Hz,只需要在耳膜前一个极小的空气腔体里制造交变压力就行了,因此

也就是说,压力场中一只耳机想要在20 Hz处产生90 dB,跟在100 Hz处产生90 dB所需要振膜位移基本上是一个数量级的,耳机的单元只需要产生微小的位移就行,至于你说能不能让它多移动移动……

你的耳膜:呵呵,这把高端局。

而不工作在压力场环境中的开放式大耳,通常来说其低频很难触及到20Hz,一般在100Hz之后就开始衰减降,Belike:


很多厂商为了解决这个问题,都会人为将低频抬升,以便稍稍抵消低频滚降。当然,如果你用的是封闭式大耳,那么其实只要密封良好低频还是会比较有保障的,只是所有的封闭式大耳或多或少都会有低频泄露问题——因为厂家开发耳机时使用的人工头跟你的头肯定不会是百分百一致,而许多人都是戴眼镜的,头型不同+眼镜腿会造成很大的声泄露问题。

当然你可能会觉得一个眼镜腿而已能有多大影响,答案是我真的测过,我在测量某个封闭式降噪旗舰耳机的时候在人工耳上架进去了一只眼镜腿,用来模拟戴眼镜时的声泄露状态,结果非常有趣:

所以总得来说,其实大部分开放式耳机跟音箱一样,都很难触及20Hz的低频。这是声的物理特性所决定的。只有工作在压力场环境下的封闭式耳机跟入耳式耳机才可能“轻松”达到20Hz,但一旦发生声泄露,这个数值也是要大打折扣的。

而且需要说明的是,人对低频的感知相当程度上是通过人耳跟身体一起完成的,所以入耳式耳机回放的20Hz低频并不能完全重现超大单元音箱在你面前回放超低频时所带来的震撼效果。而低频回放在人类历史上其实是相当奢侈的事情,直到1974年,环球影业的“大地震“上映时使用了特制的18寸Cerwin-Vega Model 189 ES 驱动器+超大号筒,外加巧妙地利用了电影院墙壁所产生的低频驻波,才让人类第一次在消费领域里感受到了50Hz以下低频的魅力。

这套系统长这样:

而且由于缺乏合适的回放设备,这些超低频的声音都是在现场经由特殊设备临时制作的。所谓的“轻松达到20Hz”在人类历史上从来不是一种常态(摊手

编辑于 2026-08-08 · 著作权归作者所有
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