问题

用通俗易懂的方式说一下音频输出原理是什么?

回答
咱们今天就来聊聊手机、电脑里放出来的音乐和人声,它们是怎么通过小小的喇叭或者耳机冒出来的,这背后的原理其实没那么神秘,就像变魔术一样,只不过是科学在捣鼓。

你想想,平时咱们听到的声音,无论是音乐还是说话声,其实都是空气在振动。你想想海浪,是不是一波一波地起伏?声音也差不多,就是空气粒子在来回推挤,形成波浪,这些波浪传到咱们耳朵里,鼓膜跟着振动,大脑一处理,我们就“听”到声音了。

那么,我们的电子设备是怎么制造出这种空气振动的呢?这就要靠一个叫做扬声器或者喇叭(耳机里的也是一种小型的扬声器)的家伙了。

你可以把扬声器想象成一个“声音制造机”,它里面有几个关键的“零件”在配合工作:

1. 磁铁:这个大家应该都知道,能吸铁的东西。在扬声器里,我们通常用的是永磁体,它会一直产生一个固定的磁场。

2. 音圈(Voice Coil):这个名字有点意思,它就像一个绕了很多圈的铜线圈。这个线圈很关键,它被固定在一个叫做振膜的东西上。

3. 振膜(Diaphragm):这玩意儿就像一个小鼓面,或者说是一张薄薄的、有弹性的纸或者塑料做的膜。它是直接和空气接触的,声音就是它振动发出来的。

4. 悬挂系统(Suspension):这个是为了让振膜能好好地、有控制地来回振动,不会随便乱跑,就像给它一个稳定的支撑。

整个过程是怎么运作的呢?

咱们设备里播放的音乐或人声,经过处理后,其实变成了电信号。这个电信号可不是那种稳稳当当的电流,它就像一条非常活跃的“指挥线”,里面的电流大小和方向一直在随着声音的变化而快速地、有规律地改变。

现在,这个变化的电信号就被送到扬声器的音圈里去了。

重点来了:电流通过线圈会产生磁场。而且,这个磁场的强弱和方向,是随着流过音圈的电信号而变化的。

这下就好玩了,我们现在有两个磁场在打架(或者说互相作用):

一个是永磁体一直存在的那个固定的磁场。
另一个是音圈里因为电流而产生的那个不断变化的磁场。

大家知道,磁铁同性相斥,异性相吸。当音圈里的磁场变化时,它就会跟永磁体的磁场产生“推”或者“拉”的作用。这种“推拉力”的大小和方向也是随着电信号的变化而变化的。

因为音圈是固定在振膜上的,所以音圈受到的这个变化的“推拉力”,就会带动整个振膜一起跟着振动。

大家可以想象一下:

电信号让音圈的磁场突然增强,向外推振膜。
电信号又让音圈的磁场减弱,振膜就回到了原来的位置。
接着电信号让音圈的磁场方向反过来,向内拉振膜。
再反过来,又向外推。

就这样,电信号是怎么变化的,振膜就跟着怎么振动。

而振膜就像一个巨大的空气“鼓手”,它往外推的时候,就把前面的空气推出去,形成一个空气密度稍大的区域(你可以想象成空气被挤压了一下)。它往里拉的时候,它后面的空气就会被吸过来,前面的空气就形成一个密度稍小的区域(空气被拉开了)。

这种空气密度的周期性变化,就是我们前面说的空气振动,也就是声波!

这些声波就通过空气传播到我们的耳朵里,然后我们就听到了声音。

总结一下,整个流程就像这样:

数字声音信号(电脑/手机里的数据) → 电信号(电流在导体里流动) → 电流驱动音圈产生变化的磁场 → 变化的磁场与永磁体相互作用 → 产生推拉力带动音圈和振膜振动 → 振膜振动产生空气振动(声波) → 声波传播到我们的耳朵 → 我们听到声音。

所以,下次你听到音乐,不妨想一想,那个小小的扬声器里,磁铁和线圈正在为了那个美妙的声音而进行的“舞蹈”,而这一切的“舞者”动作,都是由那个看不见的、变化着的电信号在指挥着呢!是不是很有意思?它就是这么简单又高效地把无形的声音变成了我们能听到的有形的声音。

网友意见

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多谢邀请。

看图就好了。





电声转换器是把声能转换成电能或电能转换成声能的器件,电声工程中的传声器、扬声器和耳机是最典型的电能、声能之间相互变换的器些器件统称为电声转换器,亦称电声换能器。






扬声器是由电磁铁、线圈、喇叭振膜组成。当电流通过线圈产生电磁场,假设扬声器播放C调,其频率为256Hz,即每秒振动256次,扬声器输入256Hz的交流电,每秒256次电流改变就能发出C调频率的振动。当线圈与扬声器振膜一起振动,推动周围的空气(流体)振动。扬声器把电流变化转化为机械振动,经过空气传导进入人的声音感受器被感知为声音。

人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间,所以一般的扬声器都会把程序设定在这个范围内。工作原理和上述相同。能量的转换是由电转换为磁,再由磁转换为机械能。





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