耳擴初探 – 有關耳擴,我想說的是…

近年耳機愈來愈流行,原本鍾情於兩聲道的發燒玩家, 都開始考慮添置耳機系統。很多人會從流動裝置開始, 有些則會在家中增設座台耳擴,以接駁原本用於兩聲道的解碼及前端。也有些玩家會建構另一套新系統,另購一台解碼和耳擴的一體機。耳機相關的器材豐儉由人,例如要建構一套新的耳機系統,一對旗艦耳機加上一台不錯的解碼和耳擴一體機,大概是幾萬元左右, 相比純兩聲道音響,門檻較低, 由零開始建立全新系統的負擔也比較細,因此是頗有吸引力的。

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而這次我們主要談的是系統重要部份 – 耳擴。顧名思議,耳擴的用途是放大音訊。正如在兩聲道的系統中,模擬訊號首先要透過前級 (或再加上後級) 或綜合擴音機放大,然後才可以送去喇叭發聲;在耳機系統中,耳機的角色和喇叭一樣,而耳擴的作為就是像前級/綜擴般,放大音訊。

∇ CMoy Headphone amplifier,其線路最簡單也是最經典的耳擴,由Chu Moy所創作,只需一個小小的金屬罐就可以放下所有元件。也是很多人的第一台自作耳擴。(完整教學)

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∇ Passlabs最近推出的耳擴HPA-1,雖然不是Nelson Pass本人所作,但也是得到Passlab願意用其名義推出的重要作品。網上其他地方可以找到機內圖,可見現在的耳擴設計,已變得非常複雜了。

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有些耳擴用純晶體管放大(solid state headphone amplifier,也就是「石機」,例如Violetric V281, Luxman P700U, Audio Design DCHP-100)、有些用上真空管放大(即膽機,主要分為OTL方式,例如Schiit Audio Valhalla2, Eddie Current Zana Deux以及真空管配上輸出變壓器的 [transformer coupled],例如Donald North Audio Stratus)。此外,還有結合兩者的混合式(晶體管各真空管負責不同部份的放大,通稱膽石混合機,例如Pathos Aurium)。另外,市面上也有不少耳擴的套件,懂電子的自作派也可以挑戰去DIY,例如相當有名的 Bottlehead Crack OTL真空管耳擴套件。

∇ 下圖為 Luxman P700U  (本站有關 P700U 的討論)

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∇ Luxman P700U之機內圖

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∇ Eddie Current Zana Deux

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∇ Donald North Audio Stratus

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有很多玩家會問,不少器材不是已經有一個耳機用的輸出口嗎,那麼獨立耳擴又是做什麼呢?首先,一些比較古典的器材中,他們的耳機輸出口其實是從模樣訊號的輸出加一些簡單的元件甚至直接飛線而成,主要是作一個額外功能,質素比較一般。另外,有些綜合型器材(包括一些電腦的Soundcard),雖然有標示有針對耳機輸出的專用放大線路,但整體輸出可能較弱,質素也比較一般;情況就像一些有前級功能的前級和解碼一體機般,當輸出端(喇叭 / 耳機)的需求教大,就需要獨立的擴大元件了。(當然,也有例外的例子,例如Nagra 的CDC,其耳機輸出的質素就非常高,並不下於獨立耳擴接駁其他同級CD訊源)很多流動器材(DAP),其實是一台把訊源、解碼、放大集於一身的精密器材,但空間有限之下,質素難免有所取捨,幸好這些器材現在多有數碼輸出(以外接解碼)或lineout(模擬輸出),能用來接駁獨立處理訊號的器材。

要接駁純耳擴,基本上就像接駁前級一樣,把解碼或其他訊源的模擬輸出接上耳擴的輸入。正如上面所說,有些便攜器材除耳機輸出之外,也設有lineout,就是輸出沒有經過其內部耳機放大線路的訊號,也可以用來接駁耳擴。而一般耳擴都有RCA輸入,便攜則多數是3.5MM的端子,也有一些支援平衡輸入(多數是Dual XLR形式)。有些人認為平衡輸入的機種必然比較高階,其實不然,還看整體線器設計,但這部份的討論比較複雜,我們會在往後的文章進一步討論。又,很多廠商都發覺不少耳機玩家可能未有獨立解碼,或多是從零開始建立一套系統,因此推出了不少解碼和耳擴的一體機。而這些一體機多數會有USB輸入和同軸輸入(例如Luxman DA200),甚至支援WIFI / Bluetooth等(例如Chord chordette系列),也有些器材會支持i2s輸入(例如Fidelix Caprice)。如果本身只有耳機,而空間有限,或是想建構一套work setup / sub-system,市面上有很多價格宜人而高質素的一體機選擇。而且,這些一體機有些花了少功夫在耳擴部份(也有些是重點放在解碼部份),並多數有獨立的耳擴用模擬輸入(或是RCA輸出),即使將來升級,也未至於完全沒有用。

∇ Fidelix Caprice

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那些耳機需配上獨立耳擴 ?

簡單的答案是︰幾乎所有耳機,配上獨立耳擴,都能提昇表現。但選擇耳擴上,則有很多學問。另購獨立純耳擴的耳機發燒友, 很多時目的是想令驅動不良的耳機發揮其真正實力。尤其不少旗艦耳機的驅動要求很高,在系統驅動不良之下,會有較大的落差。驅動不良的時候,聲音可能會變得鬆散甚至可能有點破,動態不足,聲音都堆在一起,音場青不開,低頻無力而高頻太尖,就是能量不夠的感覺、輸出的電壓不足或是因為需要接近上限的電壓輸出,而產生了大量的失真。

難以驅動可以有眾多原因,而需要的耳擴類型也不盡相同。首先耳機有擴阻和靈敏度兩個參數,擴阻愈高,需要更大的電壓才會有同樣的電流通過發聲元件。一般高階耳機的抗阻會比較高,其中一個原因是因為音圈的圈數可以增加,這能構成一個更好的動態系統,令聲音更好。此外,更高的抗阻意味著更低的輸出電流就可以產生同樣的輸出能量,較易達到較低的失真。 靈敏度就是指當特定能量(一般是1 mW)能令耳機產生的音量。例如一對耳機的靈敏度是 100 dB/ mW,就是指1mW的能量能令耳機產生100 db的聲壓(音量)。

一對耳機有很高的抗阻,那麼就是說耳擴要有大的輸出電壓,才能提供足夠的能量給耳機,耳機有很低的靈敏度,那麼就是要更多的能量才可達到足以聆聽的聲壓。要更多的能量,就要更高的電流,要高的電流,取決於電壓。從這裡我們可以看到耳擴的負荷最少有兩個層面︰電流和電壓。有些耳機的抗阻可能很高,但靈敏度可能不低,那麼雖然他要很高的電壓才可以產生小量的電流,但很小的電流在高抗阻下,已能產生足夠的能量去令耳機發出足夠的音量。有些耳機可能抗阻不高,但靈敏度低,就意味著對電流有較高的需求,耳擴的設計可能要考慮大電流時的工作狀態。有些耳擴是針對高電壓的設計,有些則針對電流。一般來說,適合高抗阻,有大電壓輸出(能把訊號放大幾倍,即把電壓放大)的耳擴,不合低抗阻的入耳式耳機使用。有些耳擴專門針對低抗高靈敏的入耳式耳機,旨在提供低失真而低放大的訊號(甚至是沒有放大),但一樣能在使用了後提昇音質。所以,耳擴不是大輸出大電壓就必然好,還看是配上那些耳機。每對耳機都有最高的輸入能量上限,超過了就很可能會損毀,所以把低抗阻耳機接上給高抗阻大動圈耳機用的耳擴,絕非妙策。反過來說,就會變成驅動不足。

有關驅動的問題,其實還有一點必須注意的,就是impedance / fr curve。耳機的抗阻其實會除著再生不同的頻段而改變,耳擴在不同頻段的輸出特性也不一樣,因此,不同耳機在不同耳擴下,播放不同頻段的聲音,也會有不同的表現,而失真的情況也不一樣。有些耳機的impedance / fr curve特性,會令他非常難推,或是要相當特定的耳擴,才可以勝任。

耳擴的「聲音」

嚴格來說, 耳擴既然全稱為耳機擴大器,主要功能把訊號放大, 而不是改變音色。但不少耳擴都有其獨特調音和特性,原因正是因為耳機有著不同的impedance / fr curve。因此,選擇配合的耳擴,可針對不同耳機補足其一些弱項。例如AKG的K701高頻比較亮,有些玩家會覺得比較刺耳,若以此耳機為主力,耳擴的配搭上可選擇一些高頻控制力較強的機,或是可以考慮一些高頻會比較Smooth,多一些roll off的調音的機。真空管作放大的耳擴, 有不少玩家都情有獨鍾,原因在於真空管的放大特性時,所產生的失真方式,對人耳來說是一種聽來舒服的失真。基本上失真一定會存在的,而設計耳擴的工程師,就是設計出低失真、而且人類會喜歡的失真的方式。不少玩家會以為真空管機就是有一種「真空管」聲︰例如暖,比較慢,高頻roll off得比較多等等,而石機就比較爽快。但其實不少真空管耳擴或混合型耳擴,已成功在保留真空管的獨有的美好(失真方式)時,卻沒有上面的一些刻板(失真)印象。設計得好的耳擴,基本上無分膽 / 石。晶體管與真空管機在音色上絕對可以平分秋色, 亦因如此, 市場上座枱式耳擴, 晶體管要和真空管都有。

當然,真空管和晶體機都有些特有的物理特性,令其音色上有些傾向,或是設計上容易做到一些效果︰例如,有些設計希望降低輸出阻抗,而有些真空管有比較低的內阻,例如國產的新5998、6080和6AS7或是歐美日俄制,vintage的12AU7或6SN7等,崶可用於Buffer位置,達成這個目的。這也是一些耳擴採用混合式的原因。其實,沒有那邊比較好,只有那邊比較夾那些耳機,還有就是看工程師希望達的目標。

∇ Feliks Audio – Elise 用上 6SN7 作 Driving Tube 耳擴

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另外,真空管耳擴當然受真空管的質素 (非OTL式則同時受輸出變壓器的質素)影響,但優質的真空管多為過去戰時生產的vintage管,不易找尋。不過對於玩開兩聲道系統的朋友來說,這卻可能是一個喜訊,因為他們收藏的管子,多了一個可以使用的地方。preamp tube如6dj8,12AU7等等,都常見於真空管耳擴,本身喜歡膽機音色的玩家,可以考慮試試優質的純真空管耳擴的魅力。

耳機和耳擴的官配

有一些耳機,廠方會為其設計專用的耳擴,成為一套原整的系統,有人經為「西裝」。而這系統也反映了廠方的調音哲學。例如鐵三角過去推出的ATH-L3000 / L3000G,以及專為她們而設的耳擴AT-DHA3000,還有ATH-W2002和HA2002套裝等等。Sennheiser 過去都有為其耳機指定一些官方耳擴,而後來也推出了HDVD800的耳擴解碼一體機,給其旗艦耳機HD800配成一套系統。另外,還有一種耳機叫靜電耳機,他們要特別的耳擴(稱作driver)才能使用(靜電不能用於一般耳機輸出口,他們的耳機運作原理和其他耳機不一樣,反過來說,靜電耳機的driver也不能用於其他耳機上),這些時候官方都會推出一套系統。Stax是其中一家最有名的靜電耳機和靜電耳擴廠商。西裝是否必須,見人見智,有些人認為這是官方對好聲的理解,有參考價值,但不同玩家有不同的追求,也有玩家覺得不一定要官配,才可以出到「理想」的聲音,甚至有不少玩家覺得官配不夠發燒,或是性價比一般。但作為參考,倒是值得一聽的。

有些官配系統,卻是被發燒玩家公認為經典。例如Sennheiser多年前推出的大奧系統(orpheus he90 / hev 90),這是一套靜電耳機系統,耳擴用上多支真空管,當時Senheisser希望做出一套不計成本的「道標」,結果這套西裝至今仍是很多玩家希望入手的好物,價格亦相當不菲,一套原好運作正常的大奧,至少要十數萬 HKD。最近Sennheiser打算挑戰這個道標,推出了HE 1 系統,MSRP達到55000 USD,說是系統,因為HE1包括了耳機,耳擴和解碼,有些玩家視為新的終點,也有人認為新舊各有所長,現在HE1還算是Demo階段,也許要更多的時日才能知道其真正價值。

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Conclusion : 「耳機和喇叭雙修 或許你欠缺的只是一台高質素耳擴」

愈來愈多玩家有興趣選擇「雙修」,尤其耳機可以在不打擾其他人的情況下,享受私人的音樂空間,對於已有前端解碼的玩家,一部高質素的耳擴加上耳機,就能完成另一套系統,能按不同的情況在兩邊切換。如果你是傳統的兩聲道玩家,對耳機有些「意見」,或是過去把耳機插上CD機的耳機輸出口而感到不外如是,你可以找一台質素不錯的耳擴,接上一台中高階的耳機,或許就會改寫你的印象。


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耳機真男人

關於耳機真男人

只是一個喜歡聽耳機的男人,對耳機之事不知何解,就是著迷,不會一直只對貴價品有興趣,因為最大的滿足反而就是找到性價比值高的玩物,再推介給老友。

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