由于录音行业基本用音箱工作，以至于我们没有什么机会交流耳机...

昨天@硕硕问我个问题：

我知道耳放输出电压决定推力、

我可以通过 Ω/mW 来计算 dBu、

我了解入门声卡耳放有 +6dBu、

可是我怎么知道...

多少推力能带多少欧耳机 ?

我的声卡能带多大阻抗的耳机 ?

不愧是 95 后大学生，提问很具体，需要量化分析。现在搜索引擎这么发达，我们不缺少答案，而是缺乏更有针对性的问题。

这个问题可拆分成几个小问题

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+6dBu 有多大?

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USB 2.0 接口供电是 5V 直流（±2.5V 交流），录音行业习惯转换成 dBu 来对比，我们之前有详细的 “dB” 教程，算下来是 +10dBu，这是 $99 美金价位入门声卡的“操作电压”或者“最大输出电平”，专业声卡一定会标出这个数据，例如 PreSonus iOne 的产品页：

入门声卡没有太多成本，通常与音箱输出共用 AD/DA 和运放，而耳机输出是【非平衡】传输，会比平衡传输的音箱输出少一倍信号，所以 +10dBu 少一倍（-6dB）就是 +4dBu，实际上 iOne 的耳机输出是 +7.8dBu 左右，这里面可能有一点“主动放大”（下文细讲）。

这是什么样的推力 ?

有个好方法是对比手机

我们看看 iPhone 6 的实测，当然我们也测过 iPhone 7，网上连 iPhone X 的测试都有，不过这个数据是用好几万的 Audio Precision 测的，代表了最准确的水准：

看到高阻抗时 Crosstalk（串音）的水准有巨大的提升

确实阻抗越大越好

从第一行的阻抗和最后一行的输出功率，可以看出 iPhone 6 的推力分别是：15Ω / 44mW、33Ω / 26.4mW、150Ω / 6.6mW、330Ω / 3mW。然而【功率】很难直接对比大小，因为涉及阻抗，而换算成【电压】就可以直接对比了：

电压² = 阻抗(电阻) x 功率

（这里要把 mW 毫瓦换成 W）

例如表中在 150Ω 时，电压 U² = 150Ω x 0.00614，这就能算出 U 是 0.997 伏。同理算出 iPhone 6 在 33Ω 时是 0.933 伏、330Ω 时是 1.007 伏。

iPhone 的耳放 ≈ 1 伏

补充：iPad 的耳放也是 1 伏

1 伏 ≈ +2.2 dBu

比刚才的 iOne 小了近 6dBu

也就是小了一半音量

这意味着，入门声卡的音量

至少比 iPhone 大一倍

PS：所有手机的推力都是 1V 吗？下面还有 Audio Pricision 测的其他手机（32Ω 数据），HTC M8 有 1.25V 输出（+4dBu），但伴随着很大的谐波失真和频响波动；而三星 Galaxy S5 只有 0.6V（-2.2dBu），相当于在 iPhone 里减去一格的音量。

有些手机厂商吹嘘他们用了很牛逼的运放 —— 这是一个坑... 感兴趣可以看看我们写的《那些年被手机厂商玩坏的“音质”》。

直接对比耳放推力还不够

“响度”还取决于耳机本身

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Sensitivity 灵敏度

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同一个耳放开相同音量

推同样阻抗的两幅耳机

音量可能不一样

因为它们的灵敏度不同

耳机的灵敏度取决于元件的素质、磁铁的强度、振膜的厚薄等因素。在同样推力下，灵敏度越大，音量也越大，通常更贵的耳机也拥有更高的灵敏度。

灵敏度经常见到两个单位

最常见的是 dB/mW

例如我们上次评测的 SONY MDR-7510，灵敏度是 106dB/mW，刚好，它的前辈 MDR 7506 也是 106dB/mW。

两幅耳机的灵敏度看似一样 ?

不, 7510 比 7506 更响

因为 dB/mW 单位涉及阻抗

不知道阻抗就很难判断大小

而高端耳机爱用另一个单位

dB / V (rms)

例如森海 HD800 的说明书

灵敏度标的是 102dB/V

这是绝对的响度，无关阻抗

dB/mW 可以换算成 dB/V，不过由于“dB”是个对数的概念，计算会比较复杂：dB/V = dB/mW - 10log (电阻 x 功率)...

还是给一个在线转换器吧...

reference-audio-analyzer.pro/en/dbv-dbmw.php

经过换算之后，

7510 (24Ω) 灵敏度是 122dB/V

7506 (63Ω) 灵敏度是 118dB/V

7510 比 7506 要响 4dB

这里的 dB 不是指“dBu”这种电压，是指真实世界的 dB SPL 声压 (气压)，音箱也需要这个指标，不过测量音箱的要求是在 1 米处测量，而耳机用的是人头话筒戴着耳机测量。

那么，

同样的推力、听同一副耳机

听起来的音量就一样了?

不，每个人的耳朵都不一样

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人 耳 灵 敏 度

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小编的丈母娘近年得了糖尿病，其中一个并发症是听力下降，每次跟她讲话都要很大声，不知情的旁人还以为我们在吵架…（这个例子有点夸张...）

小编以前去录音棚，总是惊讶于录音师的“工作音量”，几乎是我的承受极限，后来采访著名录音师 Paul 老师的时候才知道，这是因为录音师们工作疲劳，耳朵灵敏度下降，工作音量的“阈值”就越来越大，而 Paul 老师混音的时候会故意用小音量，保持耳朵的灵敏度。

讲到这我们似乎很难往下写

因为我不知道你的听力水平

我只能用自己和同事@硕硕举个栗子，虽然我比他大十几岁... 测试了一下，我们的耳朵灵敏度貌似在同样水准，在公司里用 iPhone 来听 Samson Z55（灵敏度 113dB/V）时，

我们的舒适音量是衰减 7 格

iPhone 的音量调节共 16 格，我们测了一下，音量衰减 1 格是 -3dBFS、衰减 2 格是 -7dBFS、衰减 3 格是 -10dBFS、衰减 4 格是 -14dBFS、衰减 5 格是 -17dBFS、衰减 6 格是 -21dBFS、衰减 7 格是 -24dBFS、衰减 8 格是 -27dBFS...

所以我俩听歌的合理声压是

113dB - 24dB = 89dB

PS：此处 89dB 对应的只是 0dBFS 的“峰值” (瞬态/音头)，每首歌的“听觉响度”或“平均响度” （下文细讲）视不同的歌曲的母带制作而不同，我们用同一首流行歌《1973》来做参考，这 89dB 峰值对应的听觉响度可能在 80dB 左右~

以此为基准，我们就能计算

其他耳机所需的响度了

例如 MDR-7510 的灵敏度是 122dB/V，iPhone 的输出刚好 1V，也就是 iPhone 的音量开到头是 122dB，而我们感觉舒适的声压是 89dB，

因此我们需要衰减的音量是

122dB - 89dB = 33dB

也就是要衰减大概 9 格音量

测试了一下，果然如此

(前提是厂商的参数准确...)

再例如，我们手头虽然没有 HD800 (300Ω)，但它的灵敏度是 102dB/V，这意味我和硕硕要在 iPhone 上衰减 13dB 才合适 —— 也即衰减 4 格音量。当然这是室内的理想计算，室外可能要大一倍的音量（衰减 2 格），但这个结果让我们很吃惊...

iPhone 居然能直推 HD800..

有条件的朋友可以自我测试一下... 看完世界杯我再借更多耳机试试...

专业声卡也可以这么计算，例如我用 Apogee Duet 来推 Samson Z55，Duet 的耳放是 +19dBu，比 iPhone（+2.2dBu） 高 17dB 左右，那我在 Duet 里就不能用 -24dB(FS) 的音量了，还要再衰减 17dB，就是 -24 - 17 = -41dBFS —— 测试的结果正是如此。

那假如我们将耳放开到同一个位置、用同一副耳机、找同一个人来听歌

这下音量听起来都一样了吧？

不，每首歌的音量也不一样..

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不断增加的响度

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这是国内讨论推力时容易忽视的问题，因为普通人不可能知道音乐制作行业的内幕，但假如一个录音师没听过“Loudness War (响度大战)”，那他一定是骗子。

什么是“响度大战”

80年代，音乐越来越响

一方面，更大的歌曲音量在当时能让歌曲的音质“显得”更好，当时设备的底噪都不小（录音磁带的底噪大概 -72dB），提高歌曲的音量相当于提高“信噪比”；

另一方面，音乐的风格越来越“重”，年轻人开始听 DISCO、摇滚、金属和说唱，这些元素都陆续引入了流行歌，导致流行乐的音量越来越大；

当然音乐人这么做也有技术支撑——压缩器开始大量应用，而压缩比达到 1:10 的“限制器”也开始普及，只要想做大音量，录音师就能做到。

当其他歌手都将音量做大了

你就不能维持以前的小音量

而且你想比别人更响...

这样音量的“攀比”就开始了

录音行业近年对此有深入思考和对策，这里不讨论，本文主要讲对大众的影响。

那歌曲的音量上涨了多少?

下图是各大年份 “打榜歌” 的音量（平均响度）统计，绿色代表舒适，越接近数字音频的最大值 0dBFS 就越红，我们看到最底下，1985 年打榜歌《Brothers in Arms》还能做到 -16dBFS 的平均响度，而到了 2009 年 Metallica 的《Death Magnetic》平均响度是 -3dBFS...

40年涨了 12dB !!

这可是四倍的音量 !!!!

既然歌曲的音量更大了、声卡和手机推力更大了、耳机的灵敏度也更高了，

直推已经不再不可能

不过应该还有人表示质疑

“推得动不一定推得好啊”

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推得动 vs 推得好

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20 年前这么说还有点道理

那是“主动放大”的时代

小信号真的需要“放大”一下

而传统的甲类/甲乙类功放都会遇到“非线性”的问题：音量增加后输出电平并没有等比增加、音量增大后低频却上不去（如下图，造成音色变“瘦”）、另外底噪和失真也都一并放大了...

还有一点，1998 年中国（城市）的人均收入只有 5425 元/年，美元汇率高达 8.3，一般的音乐爱好者买不起太好的功放。

不过科技不可能 20 年不变

“被动放大”时代来了

和“主动放大”不同的是，它的音量旋钮用于衰减而非放大

它不是功放，是“功衰”

现在随便找一个专业声卡

音量旋钮最大都是 “0”

它跟“主动”放大的区别是

音量最大时, 音质最好

iPhone/iPad 和所有的手机、平板、电脑集成声卡也都是这种设计，它们的参数都是在最大音量时测得的。

而衰减音量和放大就不同了

声音的变化非常“线性”

例如音量衰减 3.5dB(FS) 时，输出电平就精确地减少 3.5dBu；

同时频响曲线没有任何波动

底噪方面不会增加也不降低

但失真会随音量降低而减少

有人会问，它们是不是在内部做了固定的“主动放大”？不是，0dBFS 对应的电压是声卡的 “操作电平”，内部所有元件都跑在这条“公路”上，像上文的 Apogee Duet，输入端就是 +20dBu，AD/DA 和运放芯片运行在 +20dBu，最后输出也是 +20dBu，从一而终。

总之对于这些新玩具，音量调节是绝对线性的，毕竟音量的调节都是衰减。

如果出现“非线性”情况——耳机的表现依然是非线性，与功放无关。就像有源音箱，内置的功放（尤其 D 类）已经足够线性，但高音头和低音单元都不够线性。

到此为止，我们已经知道

“音量”包括多方面的考量

歌曲, 电压, 灵敏度, 听力..

我还有问题留给大家

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科学还是哲学?

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每次有机会接触专业厂商 ,

我都会问他们同一个问题 :

参数能反映音质吗 ?

Avid、Apogee、UA 公司，甚至音箱厂商 EVE Audio 的人告诉我同一个答案：

“ Y E S ”

“如果不行，那参数还不全面”

就像上文 HTC 的推力确实比 iPhone 大，但失真也更高、频响波动更大。

有的国家认为音质是科学，科学就意味着可量化、可测量、可计算、可精确预测——看完本文，即使你没用过某款耳机，也可以计算出自己声卡需要用多大的音量来推这款耳机。

有的国家认为音质是哲学，或者说是美学和文学，这就没法比了…谁也说服不了谁，只能比谁资格老、比谁更有钱，这种国家即使坐拥十几亿人口，也无法做出让全球音乐爱好者认可的音乐设备...

没错，我说的就是印度

上周看美食节目，看到有村民认为只有用柴火铁锅做饭才有味道，用煤气和电磁炉做饭都不香，而且木材也有讲究，普通木头不行。你觉得呢？

最后列举几个常见问题 :

1、我怎么知道我的手机推力多少？

音质不是手机厂商关心的问题，上文的三星 Galaxy S5 推力只有 0.6V，一般也不会有厂商公布推力，如果关心音质，还是推荐用 iPhone，苹果公司拥有业内最多的音乐人。

2、我用手机能推多大阻抗的耳机？

如果你用的是 iPhone、你还年轻（听力不错），300Ω 没有问题，只是在室外你可能要将 iPhone 音量开到头，而低于 300Ω 的耳机更没问题。

3、除了推力，iPhone 的其他音质参数表现如何？

iPhone 的动态范围大概 100dB，不过 THD 谐波失真和 IMD 互调失真都非常高（手机内部的电磁互扰严重），与目前 $99 美金价位的入门级专业声卡还有一定差距。

4、我们不需要独立耳放了吗？

“被动放大”一旦衰减音量，就衰减动态范围，像 20 年前最好的专业声卡 Digidesign 888|24 动态是 110dB (+26dBu)，如果衰减 40dB 到合适音量，只有 70dB 动态。这时耳放能帮上忙，像 SPL Phonitor X 有 135dB 动态，这样 888|24 出来的信号进入 Phonitor 即使衰减 25dB 也不会衰减动态。然而今日旗舰声卡如 Apogee Symphony 已经能做到 131dB (+24dBu)...

多加一个设备肯定影响音质，而且现代声卡的音质越来越好，对耳放的要求就非常严苛，耳放最好在动态、底噪、失真方面都比播放设备强，像 Symphony 的 THD+N 只有 0.00014%，而 Phonitor X 是 0.00091%（已是耳放的记录），几乎没有办法不给 Symphony 增加失真。