扬声器的工作原理

最新推荐文章于 2024-08-24 08:45:54 发布

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本文深入浅出地介绍了扬声器的工作原理，从声音的基础知识到扬声器如何将电信号转化为声波的过程。讨论了声音的频率、振幅对听觉的影响，以及麦克风和扬声器在声音捕捉和再现中的作用。通过阐述隔膜、音圈和磁体在扬声器发声中的关键角色，揭示了声音如何在扬声器中转化为机械振动并最终产生声波。

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声音基础知识

人耳的内侧有一层很薄的皮肤，我们称它为耳膜。当耳膜振动时，大脑将这种振动解释成为声音，此即为听觉。气压的急剧变化是引起耳膜振动最常见的因素。

物体在空气中振动时，会发出声音（声音也能通过液体和固体传播，但空气是我们听到扬声器发出的声音的传播媒介）。当有物体振动时，它会使周围空气分子发生移动。这些空气分子又会挤压它们周围的空气分子，从而以传播扰动的方式在空气中传播振动。

为了解这种工作原理，让我们研究一下简单的振动体——电铃。振铃时，金属快速来回振动。当它向一侧弯曲时，将那侧周围的空气分子推出。然后，这些空气分子与其前面的空气分子发生碰撞，这使得前面的空气分子又与其前面的空气分子相碰撞，依此类推。当电-铃金属片弯曲时，它吸入周围的空气分子，促使周围的压力下降，导致吸入更多的空气分子，使得更远处粒子周围的压力也下降，依此类推。这种压力下降被称为稀薄化。振动体以这种方式通过大气传送压力脉动波。脉动波传送到耳朵后，将反复振动耳膜。大脑把这种运动解释为声音。

辨别声音

我们能听到不同的振动体发出不同的声音，在于振动的：

声波频率 ——波频越高意味着气压的波动越快。这种声音听起来音调高。波动越慢，音调就越低。
气压级 ——它是波的振幅，决定了声音的强度。声波的振幅越大，撞击耳膜的强度就越大，我们可将这种感觉视作高音量。

麦克风的工作原理与人耳类似。它有一层振膜，周围的声波能引起振膜振动。来自于麦克风的信号被编码为电子信号存储在磁带或CD上。当在立体声系统中回放这种信号时，放大器将其传送到扬声器上，从而又将其重新定义为机械振动。优质扬声器产生的气压波同麦克风原来收集到的波完全一样。在下一节，我们将了解扬声器如何完成这一过程。