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本文将介绍耳机的基本工作原理,基本维修原理以及常见3.5毫米,USB耳机的接线方式,以及耳机的一些基本知识,以及如何选购耳机等进行介绍。
耳机的工作原理
依照耳机中使用换能器的声音驱动方式,可分作动圈式(Dynamic)和静电式(Electrostatic)、压电式、动铁式、气动式、电磁式等。
动圈耳机
又称电动式耳机。
目前绝大多数平价的耳机耳塞都属此类,原理类似于电动式扬声器,处于永磁场中的缠绕的圆柱体状线圈与振膜相连,线圈在信号电流驱动下带动振膜发声。
动圈耳机与一般扬声器很大的不同在于振膜的区别,音箱扬声器的振膜边缘一般固定在弹性介质(折环和定心支片)上(例如在大口径低音单元上),振膜一般是平整的圆锥形,由弹性介质提供振动系统的力顺;而在动圈式耳机中,振膜边缘直接固定在驱动单元的框架上,振膜具有褶皱,振动系统的力顺完全由振膜本身材质的伸展和收缩以及褶皱的变形来提供的,所以说动圈式耳机驱动单元振膜的材质选择和形状设计对单元最终的发声品质影响非常大,同时也是非常娇弱的。
动圈式驱动单元的技术现在已经非常成熟,技术不会有大的变化,目前的改进主要是开发更高磁密度的永磁体,更理想的振膜材料以及设计。
同时技术的成熟也使其相应的成本较低,更具竞争力,市场普及度很高。
静电式
又称为静电平面振膜,是将导电体(一般为铝)线圈直接电镀或印刷在很薄的塑料膜上,精确到几微米级(目前STAX新一代的静电耳机振膜已精确到 1.35微米);将其置于强静电场中(通常由直流高压发生器和固定金属片(网)组成),信号通过线圈的时候切割电场,带动振膜振动发声。
优点是线性好、失真小(电场比磁场均匀),高频及瞬态反应快(振膜质量较轻)。
缺点是需要专门的驱动电路和静电发生器、低频反应差、价格昂贵。
效率也不高。
平衡电枢式
又称动铁式。
利用了电磁铁产生交变磁场,振动部分是一个铁片悬浮在电磁铁前方,信号经过电磁铁的时候会使电磁铁磁场变化,从而使铁片振动发声。
压电式
利用压电陶瓷的压电效应发声。
优点:效率高、频率高。
缺点:失真大、驱动电压高、低频响应差,抗冲击力差。
此类耳机多用于电报收发使用,现基本淘汰。
少数耳机采用压电陶瓷作为高音发声单元。
气动式
采用气泵和气阀控制气流,直接控制气压和流量,使得空气发生振动。
有时候气阀改用大功率扬声器来代替。
飞机上常用这样的耳机,此耳机实际上只是个导气管。
优点是无电驱动,无限制并联、效率高。
缺点是失真大、频响窄,有噪音。
耳机的相关参数
阻抗(Impedance):注意与电阻含义的区别,在直流电(DC)的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,但是在交流电(AC)的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
耳机阻抗是耳机交流阻抗的简称,不同阻抗的耳机主要用于不同的场合,在台式机或功放、VCD、DVD、电视等机器上,通常会使用高阻抗耳机,有些专业耳机阻抗甚至会在200欧姆以上,这是为了与专业机上的耳机插口匹配。
而对于各种便携式随身听,例如CD、MD和MP3,一般使用低阻抗耳机,这些低阻抗耳机一般比较容易驱动。
灵敏度(Sensitivity):指向耳机输入1毫瓦的功率时耳机所能发出的声压级(声压的单位是分贝,声压越大音量越大),所以一般灵敏度越高、阻抗越小,耳机越容易出声、越容易驱动。
耳机的灵敏度就是指在同样响度的情况下,音源需要输入的功率的大小,也就是说在用户听起来声音一样的情况下,耳机的灵敏度越高,音源所需要输入的功率就越小。
这对于随身听等便携装置来说,灵敏度越高,耳机就越容易驱动。
频率响应(Frequency Response):频响范围是指耳机能够放送出的频带的宽度,国际电工委员会IEC581-10标准中高保真耳机的频响范围不能小于50Hz到12500Hz,优秀耳机的频响宽度可达5Hz-40000Hz,而人耳的听觉范围仅在20Hz- 20000Hz。
值得注意的是界定频响宽度的标准是不同的,例如以低于平均输出幅度的1/2为标准或低于1/4为标准,这显然是不一样的。
一般的生产商是以输出幅度降低1/2为标准测出频响宽度,这就是说以-3dB为标准,但是由于所采用的测试标准不同,有些产品是以-10dB为标准测量的。
这是实际上是等于低于正常值1/16下为标准测量的。
因此频响宽度大大展宽。
用户在选购时应注意不同品牌的耳机的频响宽度可能有不同的测试标准。
谐波失真:谐波失真就是一种波形失真,在耳机指标中有标示,失真越小,音质也就越好。
音质评价术语
音域:乐器或人声所能达到最高音与最低音之间的范围。
音色:又称音品,声音的基本属性之一,比如二胡、琵琶就是不同的音色。
音染:音乐自然中性的对立面,即声音染上了节目本身没有的一些特性,例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染。
音染表明重放的信号中多出了(或者是减少了)某些成分,这显然是一种失真。
失真:设备的输出不能完全复现其输入,产生了波形的畸变或者信号成分的增减。
动态:允许记录最大信息与最小信息的比值。
瞬态响应:器材对音乐中突发信号的跟随能力。
瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。
(典型乐器:钢琴)。
信噪比:又称为讯噪比,信号的有用成份与杂音的强弱对比,常常用分贝数表示。
设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
空气感:用于表示高音的开阔,或是声场中在乐器之间有空间间隔的声学术语。
此时,高频响应可延伸到15kHz-20kHz。
反义词有“灰暗(dull)”和“厚重(thick)”。
低频延伸:指音响器材所能重放的最低频率。
系用于测定在重放低音时音响系统或音箱所能下潜到什么程度的尺度。
比方说,小型超低音音箱的低频延伸可以到40Hz,而大型超低音音箱则下潜到16Hz。
明亮:指突出4kHz-8kHz的高频段,此时谐波相对强于基波。
明亮本身并没什么问题,现场演奏的音乐会皆有明亮的声音,问题是明亮得掌握好分寸,过于明亮(甚至啸叫)便让人讨厌。
修耳机的方法
我修过不少的耳机,自认为总结了一些经验,于是总结了一下和大家资源共享。
还望诸位大虾批评指正。
总结耳机故障的原因,无非是,膜塌陷、膜开裂、膜脱落、进铁粉、音圈断线、耳机连接线断线、耳机线变硬、耳机线开裂、外壳破损、送音小孔堵塞、膜劣化等。
我针对故障原因分几块来谈谈。
1. 膜塌陷、膜开裂、膜脱落、进铁粉的处理方法
一般耳机有破音、杂音、低音缺失的故障时一般考虑可能是以上的原因造成的。
首先,打开耳机外壳,对于软套结构耳机的先取下来软套,再用尖头镊子等尖细的工具一点点挑开铁网和钢罩等,直到膜全部暴露出来即可。
硬壳的耳机可先用一平头小螺丝刀在连接缝处划一圈,然后一般的可轻松打开,并最终使膜全部暴露出来。
大耳机另当别论,总之要使耳机膜全部暴露出来,以方便操作。
膜塌陷,对于膜塌陷的故障,可用镊子夹一小块双面胶,轻轻地将膜塌陷的地方粘着提起来。
注意控制力度的大小。
膜恢复后装回原样即可。
膜开裂,修复的可能性不大,即使修好音质也会受损。
不过也有处理成功的,音质损伤程度很轻,可以忽略。
即用针蘸一点704胶(也叫硫化硅胶),涂在裂缝处。
注意不要太厚,覆盖住裂缝即可。
然后装好外壳。
切记不要立即去试听,应该放置两天后再试。
因为硫化硅胶干得较慢。
膜脱落,用704或者鱼珠胶涂少许,能粘住即可。
注意粘平压紧。
装回放置一天即可。
进铁粉,用棉签蘸水后把铁粉沾下来,然后再处理膜塌陷。
本人QQ93646719
2.音圈断线的处理方法
如果耳机没声而测量线材是好的。
测量单元后面的两焊点间不导通。
则判定为音圈断线。
现在绝大多数耳塞一般都改为从膜侧边引线,虽然这会对音质会有一点影响,但却使引出线震断的可能性大大降低。
尽管如此仍然经常会因人为因素使单元转动将线蹭断。
维修时可用刀片把膜揭起来,然后将音圈线用针尖挑起来。
将两根线分开然后将线沿绕线方向相反的方向将线扯出来一些,用力应十分谨慎,并注意两根线的方向不同。
如果不能扯动就不要用力去扯,而应用一根细细的耳机线将音圈线接长。
弥线时最好有放大镜辅助,要先在线上镀锡,再用尖头烙铁将线焊上。
并用704胶将线粘贴在耳机膜上。
然后粘上耳机膜,把引出来的两根音圈线焊在后面的焊点上。
最好用热溶胶将托后面的线保护一下,以防止再被蹭断。
一般膜上面带铜圈的耳机修复成功率会高一些,对音质的影响也会更小一些。
3.耳机线断线、耳机线开裂的处理方法
耳机断线一般多发生在耳机插头后、耳机分线和耳机单元出线等部位。
耳机插头处,当耳机接触不良时。
动插头处有反应说明断线在此处。
从此处剪断耳机线。
然后把线剥开找到断线的部位,把线芯剪齐整。
线一共有4根分别是左声道、左声道地、右声道、右声道地,用颜色加以区分。
对于插头是三极的左右声道的地是连接在一起的。
耳机线外面包有绝缘漆,所以直接用表测是测不出来的,应先给线头镀上锡。
具体操作方法是,先在线上涂上松香或者焊锡膏,然后用蘸锡的烙铁烫直到焊锡将线浸润。
然后最好能拆开耳机壳用表测一下四根线排查其他断线处。
如果正常说明只有这一个断线处。
然后将耳机头外面的软套剥下来套在线上,把插头后面的硬塑料用刀片切开,露出焊点。
然后将线一一焊上去。
一般两根地焊在最粗的部位,右声道焊在中间,左声道焊在最细的部位。
一般两根黄线是地线、红线是右声道、绿线是左声道。
当然也有例外,最好拆开单元测量一下。
焊好后检查一下防止两两短路。
然后再插在机器上试一下。
用自己熟悉的曲子(能区分左右声道的曲子)。
如果反了,那就将左右两根线换一下(中间和最细焊点上的线),再测试确认好后实施包扎。
先用白色医用胶布包扎几圈,厚度要能塞进软套里。
注意将线和头包扎在一起。
然后用502胶水将胶布浸透,以使更加坚固。
此时可以用虎钳将缠胶布处夹平整。
然后在上面涂一些704胶,塞进软套即可。
工艺好的完全看不出来动过手脚。
待胶干后即可使用。
耳机线分叉处断线的处理方法
和插头处的排查方法一样,当耳机不响时推挤此处线时时断时续。
就可以确定是此处断线。
是一只不响的话,如果是意外拉坏,那就不要做不必要的麻烦。
只剪开其中坏的那根就可以了。
如果是用了很久了那就两根都剪开处理。
因为用很久的其中一根有问题那么另一根也离断不远了。
最好一次修理彻底,从开线处剪开耳机线然后把线剥开一点。
找到断线的位置剪齐整。
然后在断掉的那根线上套上热缩套管,接着把相同颜色的线拧起来。
然后涂一些松香或者焊锡膏,用蘸有焊锡的烙铁烫直到焊锡浸润导线为止。
用一点点
胶布作一下绝缘处理。
然后在线的两端涂点502套好热缩管,用热风枪去吹或者打火机去烤。
热缩管收缩后502就将断点两头的线皮和热缩管粘在了一起。
即使是用力去拉也没有关系了。
对于SONY那种带塑胶筒的可以将断点隐藏在塑胶筒里,这样完全看不出来伤痕。
耳机单元出线部分的处理方法
拆开耳机壳(参照第1部分的拆壳方法),用烙铁把线从单元上烫下来。
把线抽长一些知道露出断线的部分,把那一端裁掉。
然后把线剥开一截。
在线头上镀锡(镀锡方法参照第3部分),然后焊到单元上去。
焊线时注意区分极性,一般输出线(红色、绿色或者蓝色等)连接在有标示点的位置,而地线(一般为黄色)连接在没有点的位置。
焊好后测试。
最后装好外壳即可。
这样处理往往使原来的耳机线变短了,解决的办法是从分叉处重新换线或者取掉分叉处那个结然后把线往下扯一点,用热缩管或者绳子重新打结。
造成两根线不等长的可以将两根线都处理一下。
耳机线开裂的处理和换线的方法
耳机线局部开裂可以用热缩管来处理一下,就是把耳机单元拆下来,先打开耳机壳,然后用烙铁把线烫下来,就可以很容易地把耳机线抽出来。
注意在抽出之前最好标记左右声道。
然后剪一段合适的热缩管,套上去。
在破裂的地方涂一点502胶水。
然后用热风枪或着打火机烤一下让热缩管缩紧就可以了。
(拆卸和安装方法请参照前文)换线的方法我想已经不用多说了。
我把挑选线材的方法稍微谈一下。
对于不同档次的耳机最好挑选不同档次的线材。
高档耳机用普通的线材会限制性能的发挥,而低档耳机配太高档的线材并不能使性能提高多少,又有点大材小用不够经济。
低档耳机可以选一般的无氧铜线、中档的配单晶无氧铜线、高档的最好配结晶铜线材。
一般低档的无氧铜线材假货很多,最好找拆机的耳机线为好。
外壳破损和送音孔堵塞的处理方法
对于外壳破损的可以拆开耳机壳后,用酒精洗干净。
等晾干后用502胶粘好。
等胶彻底干后装上即可。
有些人耳机壳容易掉时常会用502胶将其粘死,其实这种做法不可取。
因为,其一,502胶的渗透性很强,容易流进耳机单元将其损坏;其二,502胶粘结性太强,给再次维修造成困难。
建议大家用704硅胶和鱼珠万能胶,并且要严格注意用量。
对于耳机孔堵塞的建议大家拆开耳机后用酒精清洗。
膜劣化耳机的我认为已经没有修复的可能。
原来想把维修的照片拍下来再帖这片帖子,可惜一直没拥有自己的DC,有些遗憾。
3.5毫米耳机插座插头的结构和接线
方式
1、3.5毫米前置音频插座的结构
首先要了解前置音频插座的结构。
根据英特尔关于AC97前置音频接口的规范,机箱的前置音频面板采用两种3.5毫米微型插座:1开关型的,2无开关型的,见下图:
开关型的2/3,4/5端是两个开关,当没有插头插入时,2/3,4/5端是连通的,当插头插入时2/3,4/5端断开。
无开关的就没有3,4两个开关端。
2、3.5毫米插头结构
3.5毫米插头一般可分为三芯和二芯两种,如下图:
二芯插头一般用于麦克,三芯插头一般用于立体声音耳机(有源音箱)。
现在二芯插头很少,所以麦克也用三芯插头。
耳机和麦克插头的接线定义如下图:
麦克、耳机插头的接线如下图:
采用三芯的麦克插头还有两种接法,如下图:
这种接法没有麦克偏置,如果与麦克插座接线配合不准确。
会不好用。
3、前置麦克连接的问题
前置音频口的连接,耳机一般没有什么问题,麦克会经常出现问题,原因是有些机箱的前置麦克插座的接线方式不标准。
下图列出了标准接线与非标准接线的区别:
标准的接线有三条线:地线、麦克输入、麦克偏置。
非标准的有二条线:地线和麦克输入,把麦克偏置省了。
非标准1是把插座1、3短接,非标准2是3脚空着。
这两种的把MIC_IN 接到JAUD1的1脚是可以使用的。
非标准3是把2、3短接,这种插入标准插头的麦克肯定是没有声音的,除非也用那种与之相对应接法的非标准插头的麦克。
4、前置音频线
英特尔规范中对前置音频线也作了规定:左右声道、麦克以及AUD_VCC/HP_ON都要成对屏蔽,同时这些线还要组合在一起外层屏蔽。
参考下图:
国内的机箱看不到有符合这种标准的前置音频线。
这种标准的音频线会减少干扰,降低噪声。
市场主流低端的6(5.1)声道主板一般配置3个插孔的音频接口,这三个插孔分别是①蓝色的音频输入②绿色的音频输出③粉色的麦克输入。
这三个插孔通过软件设置可以提供4-或6-声道模拟音频输出功能。
AC97音量控制面板与HD音量控制面板最大的差异在录音/input音量控制面板。
AC97录音音量控制面板内每个录音设备下面的音量滑动条都是可以调节的。
HD音量控制面板内每个录音设备下面的音量滑动条都是灰色不可调节的。
音量调节是通过左侧的录音控制滑动条调节。
AC97的“属性”通过面板上面的“播放”/“录音”来选择播放/录音设备。
HD的“属性”通过面板上面的“属性”下拉菜单选择输出/输入设备。
一、耳机基础知识
1.耳机的分类
虽然市场上的耳机各式各样,本质上来说,耳机的种类是很有限的。
按产品结构可分为:开放式、半开放式和封闭式;
从佩戴方式可分为:头戴式、耳塞式、入耳式、后挂式、耳挂式;
按照换能原理分为:动圈式和静电式
开放式、半开放式与封闭式耳机的区别
◎开放式是目前市面上较为流行的耳机样式,此类耳机体积小,质量轻,声音自然,对耳朵无压迫感。
但声音相对容易外泄,外界噪音也容易进入。
◎半开放式耳机是一种新型耳机,即可设计成耳机也可设计成耳塞。
它综合了封闭式和开放
式两种耳机的优点,此类耳机低频丰满浑厚,高频明亮自然,层次清晰。
多用于高档耳机。
◎封闭式耳机俗称头戴式耳机多用于专业监听领域。
此类耳机音质清晰,细节丰富,低频相
应较好,但体积较大,质量重,长会使佩戴者产生不舒适感。
耳机的构成
头带:头带一般分为钢头带跟塑胶头带两种。
钢头带一般是在一个PVC软管里面配一条钢梁,也有双头带跟单头带之分。
钢头带结构的耳机出了钢梁外一般还配一条弹性皮头带,以此来调节佩戴的舒适度。
而塑胶类的头带一般都是用PP料制成的头带,这种材质的塑胶比较柔软,富有韧性。
锁片:塑胶/钢条(金属);
支架:塑胶/钢条(金属);
耳壳:耳壳的材质一般都是ABS塑胶料。
好的产品会用原料,而比较差的产品一般会用二次料,二次料容易断裂,强度比原料差。
表面喷漆一般分为普通漆、UV漆、橡胶漆。
UV漆是在普通油漆上面再喷一种透明光亮的UV油,让产品表面质感更加光滑亮丽。
橡胶漆是在普通油漆上面再喷一种橡胶油,让产品表面质感更加柔软。
耳套:耳套的材质一般有海绵、绒布、皮质、硅胶四种。
海绵耳套透气、便宜,但比较容易损坏;绒布耳套佩戴舒适,但容易脏;皮质耳套质感好,给人感觉更加高档,但不透气,不适合夏天佩戴;硅胶耳套佩戴凉爽,适合在夏天使用。
喇叭:钕铁硼材质,口径:一般f9、f10、f30、f40、f50;
外置麦克风/线麦:塑胶咪杆(鹅颈管)、咪头(塑胶);
装饰件:耳机上起装饰作用的小配件;
导线:长度:随身听1.2米左右,家用电脑2.2米左右;材质:插线一般分皮线跟编织线(布线)两种。
皮线质感好、柔软、富有弹性;编织线更抗磨损、抗拉伸,但弹性不足。
无麦耳机的插线一般为3芯:地线、左、右信号线;有麦耳机的插线一般有4芯跟5芯这两种规格。
4芯的插线是左右底线共用,效果没5芯的插线好(硕美科的有麦耳机都是用5芯的插线)。
大多数耳机线都以铜为原料,一般的纯度(一般用几N表示,比如4N、6N……)越高导电性越好,信号失真越小,常见的有:
TPC(电解铜):纯度为99.5%
OFC(无氧铜):纯度为99.995%
LC-OFC(线形结晶无氧铜或结晶无氧铜):纯度在99.995%以上
OCC(单晶无氧铜):纯度最高,在99.996%以上,又分为PC-OCC和UP-OCC
插头:耳机的插头分为6.35mm跟3.5mm、2.5mm三种(就是俗称的大小插头)。
插头表面分镀金跟镀镍两种,镀金的抗氧化能力更好(魅格系列的TD-1005、TD-1006均为镀金插头)。
线控:调节音量,上有调音纽;
麦转器:连接麦克风与耳机的旋转器;
老鼠尾:连接两个部件中间的皮圈(护线圈);
分线胶:一条线分两条线中间的固体胶皮;
条形码:防伪标志;
包装:吸塑包装、外层内托和背卡前卡。
2.耳机重要参数
◎阻抗常见标准:16/32欧姆
阻抗小的耳机容易被音频设备驱动,由于CD和MP3本身的功率不大,因此适宜选配低阻抗的耳机产品,通常在32欧姆以下比较合适;
◎灵敏度常见标准:90-120db
对于MP3等便携播放器来说,灵敏度越高,意味着在同等音量下能听到更多的音乐细节,一款适用性广的耳机,灵敏度最好在100d以上;
◎频响范围常见标准:20-20KHz
正常人耳能听到的声音频响区间为20-20KHz,因此耳机的频响范围越接近这个区间,所能“听”到的声音就越完整。
反映到收听效果上,就是细节越丰富;
◎谐波失真
一种波形失真,失真越小,音质也就越好;
3.音质评价术语
音质是评价音响器材最基本、最广泛的术语。
简单可理解为声音品质,是对下述声音特征的总体概括。
◎音域
声音的开阔程度,所能达到最高音和最低音之间的范围;
◎音色
声音如光线一样是有颜色的,不过这个颜色不是用眼睛看到的,而是用耳朵听到的。
音色愈
暖声愈软,音色愈冷声愈硬。
不同的乐器有不同的音色,比如二胡、琵琶就是不同的音色。
◎音染
声音染上了本身没有的一些特性,音染过重也可算作是一种失真。
例如对着一个罐子讲话得到的声音就是典型的音染。
◎失真
声音失去真实原味。
变音、走音都算是一种失真;
◎瞬态响应
耳机对突发声音信号的跟随能力。
瞬态响应好的耳机应该是信号一来就立即相应,信号一停就嘎然而止,绝不拖泥带水;
◎解析力
对音乐细微变化的表现能力。
表现的清晰即为解析力高;
◎层次感
层次感好的声音可清晰分辨出各种乐器。
这种感觉犹如原木横截面的年轮,一圈一圈有序排列。
◎整体平衡性
声音均衡,高中低频过度流畅自然,各频段不存在过重或过轻的感觉。
在听觉上,乐曲柔和而有力度,明亮、欢快而有层次,明晰,融合而有立体感;
◎低频下潜
耳机所能回放的最低频率,简单的可理解为重低音丰润,有延伸感和空间感;
◎弹性
长对于低频的评价,较抽象,弹性好的声音,饱满有力度,能使人产生愉快感。
◎动态dynamic
指声音有气势、浩大,有排山倒海、震人心魄之感。
响度足够而不失真,低频特别是中低频出得来。
活跃,混响声足量而不浑浊;力度好,在强乐段能冲得上去而不过分。
与功放的功率裕量\扬声器的线性范围等有关.
◎丰满full
指基波相对强于谐波。
低频响应良好,但未必有所延伸,但在100 Hz到300 Hz的频率范围内,具有足够的电平,男声在125 Hz一带相当充足,而女声和小提琴声在250 Hz一带也相当充足,萨克斯管在250 Hz到400 Hz一段也很充足。
反义词为“单薄”(thin)
◎平衡
(1).指在音频频谱的高段和低段之间在相对响度上所存在的均衡客观关系。
(2).也指双声道左右声道之间的信号相同(平衡)(3)指乐队各声部间的平衡,独唱(奏)与伴奏有恰当比例的平衡,立体声像全景中的各声部在宽度和纵深层次上的平衡。
这种平衡中有此起彼伏;独唱(奏)在平衡中有主有次;在全景宽度和各声部相对宽度的平衡中,允许色彩性音响适度强调等。
但总体上,声像全景各部分应有比例合宜,比较平衡的能量分布。