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小耳机大世界

2017-03-31刘忻雨

发明与创新·中学生 2017年3期
关键词:音圈响度模拟信号

刘忻雨

对于耳机来说,扬声器是其最重要的组成部分,而其中又数动圈式扬声器的应用最广泛。

动圈式扬声器主要由线圈、永久磁铁、锥形纸盆等组成。当音圈中通入交流电时,由于电流不断变化,音圈中将形成一個磁场。永久磁体本身的磁场和音圈中电流形成的磁场相互作用,音圈在永久磁体所形成的磁场施加的安培力的作用下发生轴向运动,带动锥形纸盆振动后压缩空气,形成声波。声波通过空气传入人的外耳道,使鼓膜振动,这时我们便可以听到从扬声器传来的声音。

数字计算机等音乐播放设备里的音乐又如何还原并到达耳中?

数字计算机内部存储、处理数据以二进制为基础,不能直接处理连续信号(计算机科学称之为模拟信号)。存储在计算机内部的音乐必须是数字信号的形式。

声音是连续不断的声波,可以将其看作模拟信号。要想把数字信号形式的音乐转化为人们可以听到的声音,计算机必须对其进行数字信号向模拟信号的转换(DA转换),把数字音乐转换为连续不断的电信号输出到耳机或音箱等设备上,并通过扬声器等将声音传送出来。

我们又如何通过这些电信号听到美妙的音乐?

声音的三要素是音色、音调和响度。声音的强弱称为响度。响度和振动物体的振幅有关。声音的特色称为音色,与发声体的材料、发声方式等有关。声音的高低称为音调,取决于声源振动的频率。数字音乐播放设备先将数字音频信号转换为交变电流等模拟音频信号,扬声器将不同的电流信号转化为不同的声音。由于电流信号频率、振幅、波形的不同,生成的声音的频率、响度、音色也不同。

根据音色的不同我们可以分辨出各种乐器发出的声音。频率则决定声音的高低,也就是我们平常所说的高音和低音。响度决定音乐声音的大小,可通过播放设备进行调节。

到此为止,我们就明白了为什么电流信号能够转化为自然界各种美妙声音的原因了。(指导老师:徐业权)

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