為什麼喇叭或者揚聲器能還原出各種聲音(尤其音色)呢?

考慮交響+獨唱音樂會,各種樂器的聲音、演員演唱的聲音,錄音之後,一個小小的紙盆喇叭就能還原出各種聲音。原理是什麼,希望受教於方家。


如果不考慮保真的話(紙盒喇叭顯然也做不到這一點)還原聲音其實是非常簡單的。
聲音的各種要素其實完全可以由一條波線所表示,LZ可以看一下播放軟體裡面的波形圖。
所以喇叭只需要通過電磁鐵控制振動,發出像波線一樣的聲音,這樣聽起來就是和錄製的相差無幾了。
我們的耳朵其實也只能接收簡單的波線信息,只是鼓膜感受聲音波線的振動而已。
如果多個樂器的聲音疊加在一起,可以視作他們的波線加在一起了,我們的大腦是可以把他們分辨開的。當然這其實並不容易,不是所有人都能分出即使提琴兩根弦和聲。
LZ重點提問了音色的問題,音色其實並不神秘,只是波線的形狀不同導致的了,其信息還是保存在波線裡面。

上圖是從網上隨便搜的一幅。我們聽出是銀叉或者鋼琴或者長笛就是因為他們波線的形狀不同。
高保真的情況其實也沒有本質差別,只是如果追求更加逼真的聲音還原,這相當於需要完成的波線解析度更高,這對於數據傳輸以及發聲單元的精度要求都會很高。而且由於需要減少不可避免的電流雜波,還需要配套比較複雜的電子系統。


物理+電子電路,主要就是聲信號和電信號的相互轉換。
簡單地說:聲音產生的根本是震動和介質,聲信號產生的震動,促使接受音頻設備震動,震動在其通電線圈中可以產生相應音頻的電流,電流傳輸到揚聲器(如果要放大的話,就要用到放大電路了,一般就是三極體,進行電流放大,就起到了聲音放大的效果)
當音頻電流通過揚聲器的線圈(又叫做音圈)時,音圈中就產生了相應的磁場,這個磁場與揚聲器上自帶的永磁體產生的磁場產生相互作用力,於是,這個力就使音圈在揚聲器的自帶永磁體的磁場中隨著音頻電流振動起來。而揚聲器的振膜和音圈是連在一起的,所以振膜也振動起來。
振動就產生了與原音頻信號波形相同的聲音。波形相同就是相應的音色了


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