pg下载 声音传感器

人们将“声波”统统称作声音，声音传感器能够针对那些频率范围处于从 1Hz直至数万赫兹的声波展开检测，而人类所能听到的声音上限，大概是在 20 kHz（也就是 20,000Hz）这样一个范围之内。

那种我们所听闻的声音，基本上是经由音频声音传感器所引发的机械振动而生成的，这些机械振动是被用来产生声波的。要使得声音能够被“听到”，它是需要一个传输介质的，这个传输介质可以是空气，也可以是液体，还可以是固体。

音频声音传感器

此外，实际发出的声音，并非必然会是那种具备连续频率的声波，像单音调或者音符之类的，它有可能也是经由机械振动、噪音，甚或是单个脉冲声，比如“砰”声，而产生的声波。

音频声音传感器涵盖输入传感器，像麦克风那样，把声音转化成电信号，还包含输出执行器，比如扬声器，将电信号再转换回声音。

我们平常觉得声音仅仅是存在于人类耳朵能够检测的频率范围之内，也就是从20Hz到20kHz（这是典型的扬声器频率响应），不过呢，声音其实也是能够远远超乎这些范围的。

能检测以及传输声波且振动的声音传感器，其范围涵盖从极低频率也就是被称作次声波的，到极高频率也就是被称作超声波的。然而要使得声音传感器去检测或者产生“声音”，我们首先得弄明白什么是声音。

什么是声音？

声音大体上是经由特定样式的机械振动（就像音叉这般）所生成的能量波形，而其“频率”是由声音的源头确定的pg下载，举例来说，低音鼓发出低频声响，钹则奏出高频声音。

声波具备跟电波一样的特性，也就是波长（λ），还有频率（ƒ），以及速度（m/s）。声音的频率以及波形是由产生声音的源头或者振动所决定的，然而速度却是取决于传输介质（空气、水等）。波长、速度和频率之间存在着如下的关系：

声波关系

- 波长：一个完整周期的时间，单位为秒（λ）

- 频率：每秒的波长数，单位为赫兹（ƒ）

- 速度：声波在传输介质中的速度，单位为m/s

麦克风作为输入声音传感器

那被称作“mic”的麦克风，是一种能被归类为“声音传感器”的东西，它是声音传感器，因形成一个跟作用于其柔性振膜上声波成比例的电气模拟输出信号，让代表声波特性的“电气图像”得以产生，一般情况下，麦克风输出信号为模拟信号，呈电压或电流形式，跟实际声波成比例。

较为常见的麦克风种类涵盖动态麦克风，电容麦克风，带式麦克风以及较新的压电晶体类型。麦克风身为声音传感器的典型运用包含音频录制，再现，广播以及电话，电视pg下载麻将胡了，数字计算机录音和医用超声波扫描仪方面。下图呈现了一个简单的“动态”麦克风实例。

动态动圈麦克风声音传感器

结构类似扬声器的动态麦克风，其工作原理却是相反；它属于动圈式麦克风，借助电磁感应把声波转化成电信号；里边有个极小的细线线圈，悬挂于永磁体的磁场当中；当声波撞击柔性振膜时，振膜会依照声压作用前后移动，致使附着的线圈在磁场里移动。

由于线圈于磁场里的运动，依据法拉第电磁感应定律，进而产生电压。线圈所输出的电压信号和作用于振膜之上的声压成比，基于此，要是声波越大亦即越强，那么输出信号则会越大，让这样子的麦克风设计对于压力较为敏感。

通常情况下，线圈是非常小的，其与附着的振膜的运动范围同样非常小，进而产生一个很线性的输出信号，该输出信号与声音信号的相位相差90度。另外，因为线圈属于低阻抗电感器，所以输出电压信号很低，如此一来就需要对信号进行某种形式的“预放大”。

这种麦克风的结构类似扬声器，所以也能用实际的扬声器当作麦克风。明显地，寻常扬声器的质量不像录音室麦克风如此好，然而合理扬声器的频率响应事实上比便宜的“免费”麦克风更佳。另外，典型扬声器的线圈阻抗在8至16Ω之间。扬声器一般用作麦克风的常见应用有对讲机和步话机。

扬声器作为输出声音传感器

用作输出设备，以产生警报声，借此来充当警报器的是声音，扬声器、蜂鸣器、喇叭以及发声器，都是用于此目的的声音传感器类型，其中，最常用的可听类型输出声音执行器是“扬声器”。

音频声音传感器是扬声器，它被归为“声音执行器”，和麦克风完全相反，其任务是把复杂的电气模拟信号转化为声波，且要尽可能接近原始输入信号。

有各种形状的扬声器，有各种尺寸的扬声器，有各种频率范围的扬声器，最常见的类型主要涵盖动圈式扬声器，涵盖静电式扬声器，涵盖等动力式扬声器，涵盖压电式扬声器。动圈式扬声器是电子电路里最常用的扬声器，动圈式扬声器是套件中最常用的扬声器，动圈式扬声器是玩具中最常用的扬声器，所以我们会着重介绍这种类型的声音传感器。

一种被称做“动圈扬声器”的装置，其工作原理，跟我们上面探讨的“动态麦克风”，是全然相反的。有一个细细的线绕成的线圈，它被叫做“语音线圈”，此线圈悬挂于一个磁场极强的环境里，还附着于一个由纸或者聚酯薄膜制成的锥体上，这个锥体被称作“振膜”，振膜自身的边缘是悬挂在金属框架或者底盘之上的。和麦克风不一样，麦克风属于对压力敏感的输入设备，而这种声音传感器，能够被归类为压力生成的输出设备。

动圈扬声器

当模拟信号穿过扬声器的语音线圈之际，会营造出一个电磁场，这个电磁场的强度是由流经“语音”线圈的电流来确定的，而此电流又是由驱动放大器或者动圈驱动器所设置的音量控制来决定的。该磁场生成的电磁力，会同周围的永磁场彼此作用，并且依据南北极之间的相互作用，促使线圈朝着一个方向或者另一个方向行进。

声音或音符是因此产生的，因为语音线圈永久附着在锥体或振膜上，振膜就会跟着移动pg下载，其运动扰动到周围空气。要是输入信号是连续的正弦波，那么锥体就会像活塞那样进出移动，去推动和拉动空气，听到的会是代表信号频率的连续单音。声音的响度由锥体移动的强度和速度决定。

因语音线圈从本质来讲是一个线圈，它如同电感器那般有着阻抗值。多数扬声器的阻抗值处于4到16Ω之间，这被称作扬声器的“标称阻抗”值，是在0Hz或者直流的情况下进行测量的。

当要在放大器与扬声器那儿获取最大功率传输时，需记住，始终让放大器的输出阻抗跟扬声器的标称阻抗相匹配其实至关重要得多呀。大多数放大器和扬声器组合起来的效率仅仅只有1%或者2%呢。

并非所有人都持相同看法，可是挑选优质的扬声器电缆，也是事关扬声器效率的重要内容，这是由于电缆的内部电容以及磁通特性，会随着信号频率的变动而改变，进而引发频率以及相位失真，这种失真会造成信号衰减。另外，针对高功率放大器而言，大电流会流经这些电缆，所以在长时间使用的阶段当中，细小的电缆有可能会过热，导致效率再度下降。

人类的耳朵，往往能够听到处于20Hz至20kHz之间的声音，现代的扬声器当中，其频率响应，也就是被称作通用扬声器的那种，被设计成是要在这频率范围以内进行工作的。耳机，耳塞，以及其它种类的经过商用的头戴式耳机，它们同样还会被用作声音传感器。

然而，针对高性能高保真（Hi-Fi）音频系统而言，声音的频率响应被划分成各异的较小子频率，借此提升扬声器的效率以及整体音质，情况如下所示：

针对有着单独的低音扬声器、高音扬声器以及中音扬声器的多扬声器外壳，会运用被动或者主动的“分频器”网络，以此来保证音频信号能够被精准分割，并且能经由所有不同的子扬声器进行再现。

该分频器网络，是由电阻组成的，是由电感组成的，是由电容组成的，是由RLC型无源滤波器组成的，或者是由运算放大器有源滤波器组成的，其分频频率点，与各个扬声器的特性精确匹配，或其截止频率点，与各个扬声器的特性精确匹配，下图展示了一个示例，是关于多扬声器“高保真”设计的。

多扬声器（高保真）设计

在这个的教程里头，我们针对可用来检测和生成声波的不一样声音传感器做了介绍，麦克风和扬声器这两者是最为常见的声音传感器，然而，还有好多其他种类型号的声音传感器，跟你比如说，有动用压电器件去检测极高频率的那种传感器，还有专门设计用来在水下检测水下声学响动的水听器，再就是用于检测潜艇以及船只的声纳感应装置。