【ZT】K1000老话重提

voxel · 发表于 2012-10-21 09:32:15

感谢关注耳机俱乐部网站，注册后有更多权限。

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？注册

x

最近无意中在head-fi看到一个有趣的帖子。K1000当年的三个设计者之一，Heinz Renner，挖坟回复了一个2003年的老帖，引来一些问题并进行了回复。貌似还没人转载，我偷偷翻译过来吧~ 其实里面很多观点之前都已经有人提过，不过这个直接来自于设计者。部分技术名词我不是很理解，可能有些谬误。
原帖在此：
http://www.head-fi.org/t/57805/history-of-the-akg-k1000

此人LinkedIn:
http://at.linkedin.com/pub/heinz-renner/18/973/275

以下为未经同意的翻译，若不妥请斑竹删除：
-------------------------------------------------------------

【问】03年旧帖内容。。。（省略）

【答】是的，我们当时的确受到了STAX设计的影响。但这种影响仅仅在于“不让任何干扰出现在耳朵前面”。为此我们创造了一个巨大而轻质的振膜。。。

【问】你在Jecklin还是AKG工作？

【答】我为AKG工作到1989年，是K1000的三个开发者之一，主要负责振膜、滤波器和磁体系统。

【问】然后呢然后呢？

【答】很高兴看到还有这么多人对这个旧时代的产品感兴趣。老实说，我觉得就声音而言，它直到现在都是非常优秀的，只是佩戴舒适性太差了。当然，舒适性从来就不是它的主要设计目标。
   K1000之前的产品是K240DF，DF表示扩散场。简单描述其声学特性：在耳廓入口处测量得到的频率响应，应该与听音室中远场聆听一对“完美”的扬声器的结果是一样的。K240DF完成之后，我们发现很大一批人（尤其在德国）相当喜欢这种调音风格。但作为设计者，我们对其并不满意，一是其声音设计过于需要考虑不同听众的耳朵，二是封闭式耳机的闷热让人不喜。所以我们决定设计一款新的耳机来克服这些缺点，大约是在1985年，K1000的想法产生了。
   显而易见，由于去掉了包围耳朵的声压室，扬声器单元需要有非常低的谐振频率和相对巨大的振幅。此外，振膜需要有非常大的有效面积、非常轻量又有刚性。由于那个时代缺乏合适的仿真程序，研制这么个看似简单的振膜耗费了约三年的时间。
   磁体/线圈系统经过了反复考量。我们考虑过静电和平板振膜系统，但最终还是决定采用动圈单元。原因在于K1000径向磁体系统的特殊设计，可以在保证效率的前提下设计的非常小巧，因此整个k1000的有效声学感抗比我们测到的任何其他种类驱动单元的都要小。换言之，在耳朵入口处测量来自于自由场的声音，戴与不戴K1000得到的结果几乎一样。

【问】你还在给AKG干么？你怎么看哈曼卡顿旗下的现在的AKG耳机产品？你现在还在用耳机吗？用啥？

【答】我在1989年离开AKG，去了philips音频产品部门，后来去了NXP，然后是kNOWLES，负责移动设备上的微型扬声器。
   我不了解现在的AKG，因为我以前的所有朋友和同事都已经离开了，部分人跟我一起去了philips
   我现在还拥有一副K240DF，一副K1000，用BAP1000驱动。还有一些原型的入耳耳塞，是我们在philips时给sony, nokia, apple, rim等公司设计的。不过5年后philips终止了那部分业务。

【问】你有参与K340的设计吗？这也是副有趣的耳机

【答】K340大概是在1976年研发的，那时候我正忙于D320系列麦克风，因此对K340我只参加了利用一些特制的人造耳朵进行的测试工作。

【问】240DF真不赖！

【答】扩散场调音的耳机声音非常“干净”，并不适合所有类型的音乐。过去我们当然也意识到了这一点，因此才有不同调音风格的耳机。我个人口味是很喜欢扩散场这种非常清晰的声音的，大概是因为Pink Floyd这种类型的音乐吧。

【问】K1000的研发有成本方面的考量吗，还是无所顾忌的发挥？你觉得它可以通过使用用今天的新材料来改进吗，比如不同的振膜材质或者更大磁通量的磁体？

【答】完全没有成本限制，这在AKG也是首例。原始在于，K1000最初是由我们三个人（Helmut, Edward和我）自己私下里进行设计的。在进行了一次原型机试听后，官方研发才正式启动。
   K1000当然可以获得合理的改进，因为以下几点：
   a) 那个时候的振膜材料刚性不够。我们的解决办法是在振膜表面围绕线圈用一圈“虫胶”以硬化那块区域。
   b) 振膜材料内部（一种5层结构）的阻尼系数不够高。而如今的超薄材料则能轻易地达到。
   c) 当时的磁力大概只有今天的一半。这一点可以用来改进效率或者阻尼系数
   d) 机械加工精度跟现在比不在一个水准上。这点可以继续用来实现更高的效率或者更低的谐振频率-也就是更低的低频。
   e) 佩戴基础部分当时是仓促设计的。如今可以用舒服得多的硅胶填充垫来替代
   f) 可以将放大器集成到耳机当中，以便把传统耳机放大输出转化为适合驱动k1000——或许可以将一小块电池集成进耳机线中——当然，电子方面我不是专家，瞎说的。
   g) 请不同方面专家来讨论一下，应该可以找到更多可以改进的地方

【问】K1000参数里面有一项：最大输入功率1000mW，等效于约100dB的声压。这是否意味着它的响度不能超过100dB？比如我需要105dB的声压，耳机是否就坏掉了，或者产生非常高的总谐波失真？许多耳机都能发出很大的声响，为什么k1000有这么个限制？

【答】我得说，别相信那些纸面参数。就算是专家，比较音箱和耳机的参数也是相当困难的。原因是，两者的信号差异很大，测量用的传感器（麦克风或各种人造耳朵）类型和测量位置也不一样。当然，还有一些商业考虑在里面。
   K1000是个Q值非常非常低的简单动圈系统，这意味着基波频率直接决定了低频频率。K1000最初设计在25Hz截止，再低自然就会以12dB/octave衰减。问题在于，制造这样的动圈单元需要远远超出当时水准的加工精度，不然衰减速率会非常高。因此，在我离开AKG之后，他们决定将截止频率上移至35Hz，后来又移至40Hz。这意味着降低了大约10dB的低频响度。因此当你比较不同的K1000用户对这款耳机的评论时，弄清楚耳机的生产时间非常重要。
   不过，你的问题更侧重于这款耳机的动态范围。对此答案如下：
   任何动圈扬声器在基波频率以下都是按照12dB/octave来衰减的。在K1000设计思路里，只有线圈本身的移动是限制因素。其他包括线圈的发热和振膜的机械限制都远不是问题。换句话说，如果你聆听低频部分很重的音乐，放大器驱动K1000一直到截至点以前，都没问题。当驱动到极限时，总谐波失真还是非常低的，并且只有人耳几乎不能分辨的偶次谐波失真产生。如果真要在耳朵入口处测量，是肯定可以达到115dB的声压而没有明显的总谐波失真产生的。

【问】为什么效率那么低？是因为当时材料的磁力都很弱吗？事实上，许多AKG的老耳机都比其他厂商的难推多了。

【答】效率的确很低，这个是设计上的局限。利用现有的技术，理论上可以提升6dB左右，但比起传统耳机来说还是非常低。

【问】BAP1000怎么样？互馈算法有用吗？说不定因为算法进步，许多BAP1000的功能都可以通过软件播放器的插件来实现了？

【答】相对音箱来说，K1000的阻抗比较高，因此不需要特殊的放大器来驱动，任何一款具有一定素质的放大器都可以。
   BAP1000是一款可以针对不同耳朵进行调整的音频处理器，它里面用的只是一款很标准的放大器。
   抱歉，我在AKG的主要工作是音乐工作者研发动圈话筒。参与进K1000只是一次试验，因为我在轻量化振膜方面有一些经验。

【问】版上有不少关于低频少和多的两个版本K1000的讨论，我也见过的确有轻微不同的单元。你怎么看？

【答】对我而言低频多和少取决于两点：a) 跟耳朵的距离及压力；b) 调音本身
   K1000一直都是朝着产生与“理想”的远场扬声器的一样的声音来设计的——音箱置于远场，非常开放的设计——如此而已。
   如前所述，K1000由于高阻抗的缘故，并不挑剔放大器，只要具有平直的频率响应，能够在不失真的前提下产生足够大的电压摆幅就可以了。

【问】貌似K500和HD250 II也是DF设计

【答】我个人很喜欢HD250 II，因为听起来很舒服，佩戴也很舒服，比K1000舒服。
   但我不知道它是如何调音的。就音质来讲跟K1000也没法比。

【问】你很喜欢扩散场均衡的耳机。他们的音质依赖于测试用的录音人头吗？具体来说，任何两个形状、声学阻抗不同的人头都会产生不同的均衡曲线。而不同人的脑袋形状也是很不一样的。你是否使用了某种“正确” 的修正曲线，使得录音人头的不同不产生任何影响？还是说DF和FF之间的区别已经比测试人头之间的区别要大得多？
      你是否觉得K1000相比传统包围式的耳机，本身就有一些妥协？包括：
   * 为了补偿前后抵消导致单元有过大的振幅，使得低频段存在大量失真
   * 中高频段不可避免地出现的断裂
   * 振膜边缘处的衍射可能会产生“扬声器在耳朵前面”的错觉

【答】K1000的扩散场设计不依赖于听众的耳朵，这也是为什么我非常喜欢它的原因。
   想象一下，K1000在声学上几乎是透明的。其开放的声音正如在标准听音室中聆听理想状态的远场扬声器。因此，其设计不需要考虑听众或者人造耳朵。。。（这一段让我想起与前任老板Fidi的一段颇长的对话，他完全不懂我在说什么:-(  ）
   换句话说吧，你是对的，不同的耳朵总是会听到不同的结果。但是正确的测试总是拿耳机跟远场扬声器去比较，二者总是应该相同。
   超过3.5mm的振幅才会造成人耳可辨的失真。随着振幅越来越大，首先是K2，然后是K3失真。。。
   因此，如果你把低频驱动的太过，肯定会出现一些失真。但坦白说，大多数的人耳自身早在那个响度之前就已经失真了。由于K1000的声音非常自然，大多数人会低估其耳朵承受到的实际声压。当心！如果你在一副完好的K1000上听到了破音，你的耳朵处的声压已经超过了115dB SPL.
   对了，频谱上的断裂对K1000的振膜设计完全不是问题。我们用了超过3年时间才意识到这一点。

【其他】
   K1000的机械悬挂一直到最大位移位置都几乎是线性的。原因在于，在振膜的四条边界处我们没有做任何妥协：我们将边界外的部分完全切除，以保证边界部分结合的足够紧密，已达到25Hz的截止频率。

   抱歉，我不是很清楚不同批次K1000的谐振频率不一致的现象。只有一点是确定的：越老的批次越好，就像老酒一样！

   Fizz给出的图片显示的是相对较新的版本，从薄膜上的小气泡可以证实这一点。复合箔薄膜里会不受控制地产生微小气泡，当时AKG无法消除它们。我知道这个问题，它可以通过在制造前老化复合箔来消除。
   气泡的成因当时并没有被很好理解。其实一般来说气泡并不影响基波频率。我只是凑巧知道有气泡的单元是在40Hz截止的而已。
   请不要过度估计这段评论。这些气泡只是表示理论上单元并非最优状态，事实上，他们比很多其他单元都要好。

   对了，我的老朋友Edwald和Helmut还在工作，而我已经洗手了。Edwald在替Knowles设计一款薄膜，Helmut则在澳大利亚经营一家声学测试公司。

   是的，如果能研发一款新的K2000就好了。不过我估计，按照年产5000只来算，一年的研发费用会达到30万欧，而制造费用则需要50万欧。很遗憾我没这么多钱。。。
   （headfi群众表示，这TM不贵啊- -）

   想起来了，最早的大约5000只用的是黑色的盒子。这个版本，我很确定，低频是到25Hz的。后来我走了，所以就不清楚了。

   K1000单元是可以使用非常长时间的。但是，如果单元里面的海绵可能会老化。我手头这只原型机的还没有老化，不过我从来没让它晒过太阳。如果晒过海绵会更容易老化。下面是替换海绵的方法：。。。（省略）。。。

【问】你喜欢听啥音乐啊？
【答】我本人最喜欢Pink Floyd，从他们出道到最后的所有音乐。
   我们几个设计者会系统聆听一系列LP：
   Speech (dont't remember the specific label), Sara Simon, Gandalf, new years concerts, Pink Floyd - wish you where here, Andrea Vollenweider, Dire Straits, Peter Gabriel, Yello, Rare Earth, Suzan Vega, Deodato, Tracy Chapman, and last but not least: Sacred Ceremonies a Tibetan Buddhism music and especially the "song" Monks of the Dip Tse Chok Ling Monastery". which I recomend strongly for speaker and headphone comparisons.
   基于不同的扬声器，我们使用Linn, Demon, Yamaha和Luxman的放大器来和耳机进行比较。

//-------------------------------------
//  11/07/2012 更新
//-------------------------------------

【答】
Many thanks that you appointed me to became a member to the Headphone Designers' Hall of Fame.... The honor would be better given to Helmut Ryback - one of the 3 K1000 "Musketiers" as he was the main head for headphone design in the previous AKG years. My job concentrated my focus to microphones and the K1000 driver was a "finger play" for me only sharp before stopping my job... Ok, may sound arrogant, but the technology for dynamic microphone drivers was much more difficult at this times.

很感谢你们把我加入耳机设计师名人堂。。。这项荣誉其实更应该给Helmut Ryback——作为K1000三剑客之一，他也是前AKG时代耳机设计的大头头。而我的工作专注于麦克风，只是在离开之前才玩票似的参与了K1000单元开发。嗯，这么说也许有些傲慢，不过动圈麦克风单元的技术难度要高多了。

AKG never launched true electrostatic headphones. At least till the end of 1989 this was because of the fact, that the effective moving mass of an electrostatic driver is quite high! I know, this sound unbelievable for many members of this forum. But it's a physical fact. This is explained in simple words, because of the "acoustically added mass" due to the front grid holes of the driver and the air cavity between the membrane and the grid. When calculating the total moving mass = membrane + air within the holes and cavities, it was much more than the moving mass of the K1000 driver.
However, todays technologies might chance this view and I would be happy to discuss this point with experts.... because also for an improved "K2000" driver I have enough new ideas based on latest technologies.

AKG从来没有推出过真正的静电耳机。原因在于，至少直到1989年底都是，静电单元的有效运动质量实在太高了。我知道对坛子里的各位来说这太难以置信，但它的确是事实。简单解释如下：单元前方的网眼以及振膜与网眼之间的气腔会造成声学附加质量。如果用公式“总运动质量=振膜质量+网眼与气腔内空气质量”来计算，静电单元的结果会远远高于K1000的。当然，今天的技术水平可能会改变这个状况，我也很乐意就此跟专家们来讨论一下。对于改进型“K2000”单元的设计，我有不少基于技术产生的想法。

Yea! The C414 microphone was really an input for the K1000 frame design.... a little input from my job before ;-). And yes, I know it was not ideal designed! Sorry for that!... :-)

没错，K1000框架设计的确参考了C414麦克风的！算是我之前的工作对它的一点贡献吧。是的，我知道它算不上很完善的设计，对此我表示抱歉。。。

To the "feeling" that there's a speaker right in front of the ears...: Yes I know - it's true and a drawback of this specific dynamic speaker design. What you feel is the true mechanical moving mass. And this is precisely the main point what I would change with a new design approach based on newest technologies....

对那些觉得耳朵前面有个音箱在响的人：你们的感觉是真的——这是这种动圈单元设计的缺陷，你们感觉到的是货真价实的机械运动动能。如果要基于现有技术重新设计K1000，这是我要改善的最重要的一点。

The passive electric filter inside the K1000 is to reduce the natural level increase in the area of 3k-10kKz because of the close distance to the ear. May be not very elegant, but effective in term of cost... Of course a DSP active filter could do this job better without phase change... But there would be the need of special amplifiers for the whole product - like the Stax electrostatic systems....
I personally do not believe that any directivity would happen an acoustic influence such close to the ear. But may be any of you can explain so that I understand it.

K1000里面的无源电子滤波器是用来减少3k-10kHz范围内的响度提升，这种提升是因为太靠近耳朵而自然产生的。做法可能不太优美，不过胜在成本不那么高。。。主动式的DSP滤波器当然可以做得更好，而且不会引入相位变化，但这样一来就需要特殊设计的放大器了，就像stax的静电系统那样。
我个人不太相信在如此靠近耳朵的距离上，方向性（摆位？）能对声音有多大的影响。可能你们中的一些人能解释一下，让我也好理解。

Again to the frame and grid of the K1000...: I know, it's very heavy designed, but this was not only by excident, it was due to the moving mass. You need a reasonable ratio between moving mass and static mass, so that you do not feel too much from the movements.... As this is quite individual depending, the quotes for the K1000 are also quite different. However, to my understanding the righ next appraoch would be to minimize the moving mass and in the same time the static mass of the frame and grid... Factors of 5 would be reasonable this days...

再一次回到K1000的框架与网眼设计：我知道，这算是超重型设计，不过这可不是单纯的耍酷，而是由运动质量决定的。你需要一个合理的运动质量/静态质量配比，才不至于因为振膜运动而产生听觉疲劳。这个配比并不固定，K1000的跟别的耳机也颇有不同。不过，我觉得正确的努力方向总是同时减少运动质量与框架的静态质量。目前来看，对半分可能是一个合理的选择。

K1000 a "semi product": All your comments are right more or less. But the main development phase of the K1000 was really not limited to any cost constraints... it was not born on "private initiative" - may be I did not discribe the design phase with correct words due to the fact that english is not my MOTHER TONGUE... The later design phase of the basket and all the mechanical things arround was in quite a hurry ..... believe!
The fact that AKG repair the K1000 still after this long time period makes me as Austrian proud!
"May be that I will bring them my own prototype to repair... may be they find that it offer too much bass ;-))  "

关于K1000是“半商品”的说法：所有的说法都有道理吧。。。不过K1000的主要开发阶段的的确确是没有考虑成本因素的。它并不是因为“个人先导”而产生的——也许我之前描述初始设计阶段时用词不当，毕竟英语不是我的母语——后期设计阶段以及所有机械方面的事情都是匆忙之间进行的。相信我！AKG在K1000推出这么多年后还继续提供维修服务令我这个奥地利人感到很自豪！
也许我该把自己手头那只原型耳机拿去维修。。。也许他们会觉得它的低频量太多了。。。

[ 本帖最后由 voxel 于 2012-11-7 15:50 编辑 ]