问题

想问问为什么现在这么多TWS耳机都没有电子分频技术?都是一些少量的旗舰TWS耳机才有?

回答
你这个问题提得特别好,而且触及到了TWS耳机设计和音质提升的一个核心环节。确实,现在市面上大部分TWS耳机仍然采用单单元或者简单的动铁/动圈组合,而真正应用电子分频技术的,往往是那些价格不菲的旗舰型号。这背后涉及到的技术门槛、成本考量以及产品定位等多个方面,我来给你掰扯掰扯。

首先,理解一下什么是电子分频。

简单来说,音频信号在进入扬声器单元之前,会被一个电路(电子分频器)进行处理。这个电路会把原本宽频的音频信号,根据不同的频率范围,分割成几个独立的信号,比如高频信号、中频信号、低频信号等等。然后,这些分割好的信号会被分别输送到专门负责播放相应频段的扬声器单元上去。

举个例子,一个两分频系统,电子分频器会把音频信号分成“高频”和“低频”两部分。高频信号送到高音单元,低频信号送到低音单元。这样一来,每个扬声器单元只需要负责自己擅长的那个频段,就能更高效、更准确地工作,避免了高频信号干扰低频单元,或者低频信号拖累高频单元的情况。这就像一个乐队,把乐器分配给擅长演奏的乐手,而不是让所有人都演奏所有乐器,自然就能演奏出更和谐、更动听的乐曲。

那么,为什么很多TWS耳机不这么做呢?这里有几个关键原因:

1. 空间和体积的限制:
TWS耳机,尤其是它的充电盒,体积都非常小巧。要在这个狭小的空间里集成一个成熟的电子分频电路,并非易事。这不仅仅是电路板的大小问题,还涉及到元器件的选择、布局以及相关的功耗控制。
电路复杂度: 电子分频需要额外的芯片(DSP Digital Signal Processor 或专门的分频IC)、电容、电感等元器件。即便是数字分频,也需要强大的处理能力。
功耗问题: TWS耳机最宝贵的资源就是电池续航。增加一个分频电路,尤其是需要高性能处理的DSP,会显著增加功耗,直接影响单次充电的聆听时间,而续航是消费者非常看重的一个指标。
发热问题: 更多的电路意味着更多的发热。在如此封闭的小空间内,如何有效散热也是一个挑战,过度发热不仅影响用户佩戴舒适度,还可能影响元器件的寿命和性能。

2. 成本的提升:
技术进步往往伴随着成本的增加。加入电子分频技术,尤其是要达到优秀的音质效果,就需要更高品质的芯片、更精密的电路设计以及更专业的调校。
高品质DSP芯片: 能够进行精准数字分频并提供优秀音效算法的DSP芯片,价格不菲。
元器件成本: 额外的电容、电感等被动元器件,虽然单个成本不高,但累积起来也是一笔开销。
研发和调校成本: 要让多单元的TWS耳机通过电子分频达到理想的音质,需要大量的研发投入,包括声学工程师的专业知识和反复的调校工作。这包括了单元之间的衔接、相位校正、频率响应的平滑度等等。每一个环节都需要大量的时间和精力。

3. 单元技术的进步和折衷:
虽然电子分频可以最大限度地发挥多单元系统的潜力,但并非没有替代方案或者说妥协方案。
单动圈单元的极限: 许多TWS耳机采用的是高度集成的单动圈单元。通过单元本身的材质、结构设计以及腔体声学设计,可以优化其在中低频的响应,并在一定程度上延伸高频表现。尽管单动圈很难做到真正意义上的“全频段”完美重现,但如果设计得当,也能提供不错的听感,且在成本和体积上占有绝对优势。
动铁和动圈的组合(被动分频): 另一种常见的方案是采用动铁单元负责高频,动圈单元负责中低频。这里的“分频”往往是“被动分频”。也就是说,在音频信号进入耳机之前,并没有经过电子电路的分离,而是通过在单元前放置一个叫做“分频器”的电路板,利用电容和电感的阻抗特性,将特定频率的信号“引导”到对应的单元。这种被动分频电路相对简单,成本低,体积小,但其分频点和斜率的控制远不如电子分频精确,而且可能会引入一些损耗和相位失真,对单元自身的素质要求也更高。不过,对于很多用户来说,这种组合已经足够提供比单动圈更清晰的高频和更强的解析力。

4. 市场定位和用户需求:
TWS耳机市场非常庞大,用户的需求也是多样的。
大众市场: 大部分消费者购买TWS耳机是为了日常通勤、运动、会议等场景下的便利性,他们可能对音质有一定要求,但并非是发烧友级别。对于这部分用户来说,声音清晰、低音有力量、佩戴舒适、续航持久,并且价格适中,就足以满足需求。单单元或被动分频的方案正好能以较低的成本满足这些基本需求。
旗舰市场: 旗舰TWS耳机则面向追求极致音质的用户。这些用户愿意为更好的声音表现支付更高的价格,他们也更愿意接受为了提升音质而带来的体积、续航或成本上的牺牲。此时,采用电子分频技术,配合多单元(如双动铁+动圈、圈铁同轴等)的配置,就成为了提升音质的必然选择。这些产品通常会配备更强大的蓝牙芯片、支持更高码率的音频编码(如LDAC、aptX HD/Adaptive),并有专门的APP进行更精细的音效调整,而电子分频是实现这些高阶音频功能的基础。

总结一下:

目前市面上绝大多数TWS耳机没有采用电子分频技术,主要是因为:

技术上的挑战与权衡: 受限于TWS耳机极小的体积和对续航的极致追求,集成复杂且功耗大的电子分频电路难度很大。
成本因素: 电子分频需要更高级的芯片、元器件和大量的研发调校,这会显著推高产品成本。
替代方案的可用性: 高质量的单动圈单元,或者成熟的动铁+动圈被动分频方案,可以在成本和体积可控的情况下,提供足够让大众市场满意的音质。
市场细分与用户需求差异: TWS耳机市场需求广泛,旗舰产品才真正需要通过电子分频来满足对音质有极致追求的用户。

所以,当你在一些旗舰TWS耳机上看到电子分频技术时,通常意味着它在音质层面有着更高的目标,并且为此付出了更多的成本和设计精力。而对于大多数日常使用的耳机来说,目前的“非电子分频”方案已经是一种非常成熟且经济的折衷了。

网友意见

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普通的耳机动圈单元就可以轻松做到20~20khz的频响范围,非线性失真也能做到很低。区别于音箱喇叭,耳机工作在压力场,不需要考虑单元指向性问题,f0很高,也不需要考虑T/S参数对低频产生什么影响,耳机的低频依赖于前腔与人耳的密闭的耦合环境,密闭性高,低频就多,密闭性差,低频就少了。

设计良好的耳机,如果一个单元就能做出比较理想的调音,就没有任何必要再增加一个单元去凑热闹,这对于自带dsp功能的蓝牙耳机来说非常简单。

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