18新利最新登入振动扬声器的工作原理

来自Thumbs Up的振动扬声器将振动传递到表面——比如扬声器本身的包装——以产生声音。"width=
来自Thumbs Up的振动扬声器将振动传递到表面——比如扬声器本身的包装——以产生声音。

音乐史上几乎没有什么发展可以与其他发展相提并论:第一种乐器的出现、录音技术的发展以及鲍勃·迪伦转向电吉他的那一天都是其中之一。也许过去几十年最重要的变化是移动设备作为音乐传输系统的转变。

智能手机MP3播放器,平板电脑其他的小工具让音乐更容易获得。但向移动音乐的转变也带来了挑战。用耳机听设备很不错。但如果你想与他人分享音乐,大多数移动设备都没有足够强大的内置扬声器来提供真正令人满意的体验。

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解决这个问题的一个办法是使用便携式扬声器。但许多便携式扬声器缺乏吸引力。声音可能很细。你可能只能从他们那里哄骗出相对较低的音量。另一种方法是使用振动扬声器,有时被称为振动传感器

这些小工具可以把表面变成扬声器。把它安装在窗户上或放在桌子上,突然你就能听到丰富饱满的声音。效果可能是惊人的,特别是因为这些扬声器可能相对较小。那么,18新利最新登入这么小的设备是如何发出完整的声音的呢?

要真正了解振动扬声器的工作原理,我们首先需18新利最新登入要仔细研究一下声音的世界,以及我们是如何感知声音的。

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声音的本质

在最基本的层面上,声音是运动。我们每天听到的声音是空气中的分子相互碰撞的结果——它们首先对产生声音的冲动做出反应。气体中的分子以随机的方式运动。运动的速度多少取决于气体的温度。较冷的气体分子运动较少,这使得气体内部的碰撞比分子快速运动时发生得更慢。

但空气并不是唯一能传播声音的媒介。事实上,声音在液体和固体中的传播速度要比在气体中的传播速度快。液体和气体中的分子比气体中的分子靠得更近。分子也不像在气体中那样到处移动,因此分子之间的碰撞发生得更快。

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在0摄氏度(32华氏度)时,声音以每秒331米的速度在空气中传播。大约是740英里每小时。但是声音在液态水银中以每秒1450米的速度传播。固体玻璃以每秒5640米的速度传播声音。一般来说,介质中的分子排列得越紧密,声音的传播速度就越快。

声音从声源向外辐射。想象一个静止的池塘。现在继续往中间扔块大石头。你会看到从撞击点向外延伸的波浪。这与声音的传播方式相似——它以波的形18新利最新登入式向各个方向传播。你离声源越远,当声波失去能量并扩散时,声音就会越小。

声波的频率和强度各不相同。频率越高的声音音调越高。声音的音量取决于它改变气压水平的程度——变化越大,声音就越大。18新利最新登入

那我们18新利最新登入是怎么听到这些分子运动?这要感谢我们的耳膜。的耳膜是你耳朵里的一层薄薄的皮肤。当分子碰撞到你的耳膜时,它会振动。微小的骨头连接到耳膜,并将这些振动传递到耳蜗,耳蜗是内耳中含有液体的结构。振动对耳蜗和耳蜗内的液体施加压力科尔蒂器官内耳的另一个结构,将这些压力变化转化为电脉冲,沿听觉神经传递到大脑。然后你的大脑将这些信号解释为声音。

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声音和扬声器

永磁体根据电流的方向推动和拉动音圈。音圈使活动板振动,将能量传递到表面。"width=
永磁体根据电流的方向推动和拉动音圈。音圈使活动板振动,将能量传递到表面。

一个典型的演讲者有几个部分。你可以看到的部分,不打开扬声器是悬挂,隔膜和防尘帽悬架作为隔膜的框架。的隔膜看起来像一个简单的圆锥体,中间有个防尘帽。的防尘罩覆盖着一种叫音圈的东西。

音圈是扬声器内的一个可移动部件。它也是一个电磁铁。电流通过线圈产生磁场。反转电流可以改变磁场的极性。在扬声器的底部是一块永磁体。当线圈的磁场极性与永磁体相匹配时,两个类似的磁场相互排斥,线圈向外移动,推动膜片。当磁力相反时,它们会相互吸引。这拉动线圈向内,拉动隔膜。

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通过线圈的交替电流将导致线圈快速上下移动。这使得隔膜移动,从而导致空气压力的变化。空气中分子的运动提供了我们所听到的声音。一个放大器提供电力的变化,使隔膜运动,以这样的方式,它再现正确的声音。

振动扬声器是类似的,除了没有隔膜。相反,音圈连接在一块可移动的板上。在一个固体表面上放置一个振动扬声器,这样它就会对着这个表面振动。当电流在线圈中交替时,它上下移动,推动活动板。平板推着表面,把能量传递到表面,把它变成一个扬声器。由于振动扬声器将电能转换为机械能,它们也被称为换能器。一个传感器是一种能将一种形式的能量转换成另一种形式的装置。

固体表面会随着扬声器振动,取代周围的空气分子。就像其他声音一样,你的耳朵能探测到空气分子碰撞的运动。有些材料的混响效果比其他材料好——不是所有的固体都是一样的。一般来说,玻璃和木头与振动扬声器的效果最好。你甚至可以在墙上安装振动扬声器,这样房间里的人就看不见扬声器了。因为扬声器将振动传递到你安装它们的表面,墙壁本身就会发出声音。

制造商们已经找到了将振动扬声器融入各种产品的巧妙方法。一家公司制造了震动扬声器,你可以把它安装在滑雪头盔上,让你在滑雪的时候听音乐。其他设计的扬声器可以安装在办公桌或桌子的底部,这样你就可以在一个完整的表面上工作,而不会有可见扬声器的混乱。然后还有骨传导扬声器,它将振动直接传递到你的头骨,这样你就能同时听到和感受到音乐!

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作者的注意

我第一次看到振动扬声器是在拉斯维加斯的一个酒店房间里,当时我正在参加CES展会。该公司在展示这款产品时,将18新利最新登入扬声器放在麦片盒、窗户甚至名片等物体上进行演示。他们从看似随机的物体中发出的声音给我留下了深刻的印象。从那以后,振动扬声器的市场蓬勃发展,你可以找到几家不同公司的型号,从桌面扬声器到内置扬声器。

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来源

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  • 中殿,R。《各种散装介质中的声速》HyperPhysics。(2012年4月17日)http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/soundv.html
  • Shuttleworth,巴里。“18新利最新登入迷你振动扬声器是如何工作的?”热点博客。2010年12月17日。(2012年4月11日)http://www.hotsblog.com.au/how-d18新利最新登入o-the-mini-vibration-speakers-actually-work.html
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