【DIY】HIFI-Xmen Shangri-la静电耳机

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原贴我发在了headcase，好像国内有人看过想要中文的，我这边再发一个中文的威力加强版 : A DIY Shangri-la headphone for HIFI-Xmen - Headphones -www.Head-Case.org
这个玩具最初是为了修复一个单元严重损坏的小香格里拉，当时单元的状况是这样，耳机一个单元被某鸟类动物戳破成了这个样子：

经过搜索，我找到了hfm的“纳米振膜”，是航模发烧友给F1D室内航模飞机用的一种蒙皮薄膜，名字叫OS film，据说是做薄膜电容用的，厚度0.5微米，可以在ebay(刚发现暂时没货了)或者https://www.indoorffsupply.com/shop/os-film-25ft-roll-1买到，算上USPS运费大约每0.3平方米60元不到，不过这东西并不好作为耳机膜片，它太脆弱，只要稍微受力不均就会破。

      hfm大小香和jade2都是用胶水把电极和spacer粘起来的，和80年代的stax lambda单元类似，只不过可能是因为hfm用的胶水韧性不好，电极支架和spacer在长期挤压后单元就可能因胶水失效散架。我在打开单元后发现hfm只是把OS film作为防潮膜使用，我还以为膜片和hek一样是1微米以下厚度。。。因为在此期间，我在航模网站上还买了各种厚度的薄膜，我从薄膜反光的颜色判断hfm静电采用的薄膜厚度是在1-3μ之间，估计和he560 he6用的是类似厚度膜片，于是我在万能的阿里巴巴上找到一家能提供2μ以下东丽薄膜样品的商家:
https://detail.1688.com/offer/60 ... .0.0.229c387f5IV055
1年多前是宽0.6米，零切是200米起售，20元/米，现在不清楚涨价没，1μ以上厚度的薄膜强度都可以徒手操作(还是得轻拿轻放)，而OS film则只能用绒毛刷一点点从纸筒上扫下来，直接上手的话极易撕裂。

       静电的核心秘密之一是拉膜，但其实很简单，DIY社区有非常成熟的方案：内胎拉膜~  我用儿童自行车内胎，把薄膜裁剪一个合适大小，比如0.5M*0.5M，用普通透明胶带固定到内胎胶皮上，然后打气。薄膜就会均匀的张紧。
为了精确薄膜的F0，还准备了一个10寸的低音炮来激励薄膜产生共振，和一个测量用的麦克风，我用的都是从咸鱼上收的二手，低音炮几百元，麦克风是minidsp umik-1。当然，经过大量试验，还给出一个经验拉膜的办法，把气充到薄膜表面刚好看不见褶皱以后，再继续满打1-2次气可以得到一张F0在60-80hz的薄膜，然后把你的spacer涂上UV胶或者3M 90胶放上去粘住，如果你用的内胎尺寸比较大或者单元的spacer比较小例如0.5mm以下，可以再多打1-2次，这时F0会到100-160hz，这是2μ±1薄膜的极限区间，再大就容易撑破，而静电箱用的6-12μ膜一般会拉到160hz或者200hz以上。科普：STAX拉膜是用抽真空的方法，在一个单元spacer凹凸形状的模具上，把薄膜平铺，然后从另一面抽气，薄膜会被大气压挤在模具上，然后把spacer粘上，这样只用控制模具内的抽气量就可以大批量生产高一致性膜片了。

      静电另一个核心秘密是导电涂层，是最难弄的部分，我试过DIY社区里所有方法：licron crystal, ANTISTATIK100，地板清洁剂，石墨烯分散液, 醇容尼龙溶液, 纳米银线分散液，金属溅射镀膜。

地板清洁剂：和水1:4比例稀释，再加点石墨粉也可以作为导电涂层。是最开始采用的涂层，当时是用来修一个年久导电涂层失效的007 MK1，但发现效期较短，一般几天到1个月就会逐渐失效，随后转向Licron crystal和ANTISTATIK100。

Licron crystal, ANTISTATIK100：DIY最常用的抗静电剂作为导电涂层，某宝有卖，欧美静电玩家大量使用，DIY也好或者修静电耳机修静电箱全都用它俩，但作为耳机涂层有个严重缺点，对温差变化比较敏感，特别是我在南方，冬季使用耳机，单元环境温度会从不到10度，戴一阵，变到四十多度，膜片上表面电阻变化导致电荷变化，进而导致声压会有一个比较明显的变化，多的时候能到6~8dB。。。这个问题去年冬天才发现，所以才重新找导电涂层。

石墨烯分散液：类似国都ESL-63用的石墨浆涂层，，黑不溜秋，涂出来比较厚，但和发烧友想象中静电不能厚膜刚好相反，这是最简单，最容易出好效果的涂层，不受环境影响，缺点是薄膜在非常靠近电极的时候会有电弧，发出噼里啪啦的声音，第一次听到有点吓人，长期使用薄膜会逐渐被电弧烧出孔洞。

醇容尼龙溶液：另一种在DIY社区流行的涂料，只是制备需要额外买些化学实验器材，酒精灯 烧杯 温度计啥的。作为导电涂层效果也极好，但比较怕潮湿天气，尼龙会吸水导致表面电阻变化。

纳米银线分散液：在某宝上看到的，买了个20ml试验，结果是不可用，很难涂，涂覆以后表面导电区域连通性差，存在孤岛放电问题，频响测出来一塌糊涂。。。

金属溅射：在二手鱼上找的一个科研单位的商家，溅射镀金，镀层极薄，镀出来在某些角度观察薄膜会呈现半透明金色，作为静电导电层效果不错，不受环境影响，但就是太贵，而且来去加工一次时间太长。

       我最初以为hfm是用的最后一种，但打开单元后发现并不是，hfm是涂的某种溶液涂层，我用海绵棒沾无水乙醇，把破损薄膜上的涂层擦下来得到的是一种深蓝色物质，于是我去搜索了hfm的专利，发现有一些专利提到了导电聚合物、铟锡氧化物。我咨询了下在大学教书的朋友，满足抗静电又是蓝色的溶液，他给出的意见是pedot/pss和ATO分散液，两种都是常见的电子设备用透明抗静电涂料，不过更建议试试ATO，因为pedot/pss不好涂覆，于是我从他那拿了一小瓶配置好的ato分散液样品，成分大概是15%不到的20-30nm直径的ato粉末，剩下的是表面活性剂和醇溶液，溶液呈深蓝色比Licron crystal颜色略深，我把溶液喷到海绵上，然后直接刷在拉好的薄膜上。结果么，就莫名其妙成了，温湿度免疫，电阻均匀，无放电，声压级稳定，晾干后的薄膜外观也和hfm基本一样，缺点是首次通电或者单元长时间断电后(大概七八天以上)，则需要至少20分钟充电恢复表面电荷，这个也和hfm的涂层特性相似，stax则是断电后能维持的时间更长一点且充电恢复的时间还更短。

       最后是电极，hfm是把黄铜网先焊在2mm厚的铝基板PCB的边缘覆铜上，再用胶水黏住中间部分。我试过自己买铜网用绷框或者手工拉网器拉，但人的力量根本不够把铜网拉紧，后来我发现某宝有卖铜筛的，机器拉的网，非常坚固，就是有点小贵，hfm用的那种高目数网要90元，特别高目数的要130多，一个筛子只能做两张电极，后来知道还有一种水泥铜筛，只有180和325目两种规格，但非常便宜，10来元可以做一张电极。全铜冲框标准筛分样筛药典筛铜筛子筛网分析筛检验试验筛6-325目-淘宝网 (taobao.com)  我先把原电极从PCB上脱焊下来，清理掉多余的焊锡，中间胶水部分用脱胶剂清理，然后依葫芦画瓢学hfm把铜网用热风枪吹上去，中间则用ergo 5500粘上，再把多余铜网用雕刻刀裁掉就修复好了。。。


      在修这个单元的过程中，STAX X9发布了，我于是也想做个更大的单元玩玩，参考对象自然是hfm的大香。。。我有2个大香耳机，分别产自18年和16年，16年那副因为所述胶水问题，左单元已经散架，不过单元并没坏只是电极和spacer分离了而已，这正好给了我研究hfm旗舰的机会。大香单元外观要比小香看起来做工好一点，但里面却不然，非常符合hfm初代jade的手工风格。。。好在即便如此，hfm单元配对做的倒是很精密，比stax x9的配对更好(前提：我两副SGL没网上其他用家反馈说的容易偏音问题)。重点~大香耳机规格：电极支架是3mm的铝基板PCB，约6400mm2膜片面积，电极上的透声区域大约5300mm2，DS大约0.7-0.8mm（之前因为单元没散架，测出1mm是错误的），中间贴了两个黑色塑料片防止拍边，内部有点样衰，说明至少在16年的时候做这幅耳机的师傅手工还不熟练。。。但我记得米饭说当初是做过上千个样品的？！我业余时间一共就做了不到20个单元就完全熟练了喎。。。


      当初也是用3mm厚的电极支架，不过铝基板上的铜网拆装都很不方便，我改成了3mm FR-4 PCB，但操作中还是觉得不方便，于是干脆改成用黄铜支架+胶水的方式制作电极，黄铜本身比较重，又比不锈钢、铝啥的要好看不少，1.5mm厚度的强度就已经非常不错了。然后又花了不少时间测试拉膜，尽量把F0拉到和hfm类似甚至一样！单元改成了类似HE90用螺丝锁紧的方式固定。最终规格是：0.73mm spacer（做的0.8mm PCB spacer但由于负公差的关系，实际做出来是0.73mm）、F0 70~80hz、325目铜网电极、6839mm2膜片面积(DIY都喜欢更大)，电极无遮挡全透，膜片忘了是用的多少微米，因为做了不少spacer试验品，0.9~1.4~1.8~2~3~4~6μ膜都试过，都可以出旗舰级静电耳机的声音，测试是一点区别没有，听起来也没多大区别，不过有前提，这些膜F0都差不多，之前我比较信的一个欧美大佬说厚膜低频厚，薄膜低频薄，应该是F0不一样导致的错觉。。。电极上的圆弧开口是为了方便雕刻刀裁剪铜网和降低一点重量，没有别的意图。

      频响对比SGL，放大器是大香放大器，1Khz位置的灵敏度略高于SGL大概1.5dB，实际感知上的音量要比1khz的差异更大，大概要比SGL降3-5dB增益才会一些像米饭味的听感(感知音量挺玄学的，像007和x9确实1khz位置只比009低1dB多，但实际听，增益不多拉个七八dB根本没法听)，平时听更像hek和009的结合，顺带，我平时听的声压是70多到80多dB，极少数会到90多dB。经过几次外壳密封性调整，低频比SGL更平直一点，2Khz凹陷我估计就是单元到耳罩之间的空间存在一点密封不良导致的，因为最初做的外壳的安装方式和hfm是一样，直接靠耳罩底板和外壳夹住单元，也出现了凹陷，我当时尝试像007一样把耳罩装在外壳另一侧，整个耳机反着戴，结果发现同外壳就不凹了 当然，配对也要达到SGL的水平才行。。。外壳是树脂3D打印+贴0.5mm木皮，头梁是拿小香的头梁重新喷漆，我不会喷，漆老是掉，Y支架是铝合金3D打印，装单元的底座是惠普玻纤尼龙3D打印的，惠普机器打印的比其他国产打印精度好不少，最近想继续试验不同的佩戴夹持力，不过下半年忙起来应该没多少时间弄。






      

smile88

厉害了！加油！

zhouxiaotian

牛呀！！

rockyroad

牛贴膜拜w

HK1

看的我都想买了，楼主加油！~~

哇哇哇

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看完之后感觉，有的钱就得让别人赚:D

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