物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中音頻方案的“嘴巴”_揚聲器

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用揚聲器

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用揚聲器的原因主要可以歸納為以下幾點：

實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的交互與通信

音頻數(shù)據(jù)交互技術：物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以利用揚聲器實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的交互與通信。例如，Chirp的音頻數(shù)據(jù)交互技術可以將數(shù)據(jù)和內(nèi)容編碼成一系列音高和音調(diào)，形成“聲波條形碼”，這種條形碼能夠通過揚聲器的聲波進行傳輸，并在接收設備上解碼。這種技術不僅適用于可聽頻段，也適用于不可聽頻段，為物聯(lián)網(wǎng)設備之間的通信提供了新的可能性。

增強用戶體驗：通過揚聲器，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以向用戶發(fā)送各種音頻信息，如收款鏈接、優(yōu)惠券、促銷信息等，從而增強用戶體驗。在商場、超市等場所，這種技術可以使得信息傳輸更加便捷和高效。

實現(xiàn)智能化功能

智能語音控制：在智能家居等場景中，揚聲器可以作為智能語音控制的終端。用戶可以通過語音指令來控制家電設備、查詢天氣、播放音樂等，實現(xiàn)家居生活的智能化和便捷化。

智能安防監(jiān)控：在智能安防領域，揚聲器可以與攝像頭、傳感器等設備聯(lián)動，實現(xiàn)聲音報警、語音提示等功能。當檢測到異常情況時，揚聲器可以發(fā)出警報聲或語音提示，提醒用戶或相關人員注意。

拓展應用場景

創(chuàng)意玩具與娛樂互動：揚聲器還可以應用于創(chuàng)意玩具和娛樂互動中。例如，通過揚聲器接收特定聲音信號，玩具可以做出相應的動作或表演，增加玩具的趣味性和互動性。

工業(yè)自動化與交通控制：在工業(yè)自動化和交通控制領域，揚聲器也可以發(fā)揮重要作用。例如，在智能交通信號燈控制系統(tǒng)中，揚聲器可以發(fā)出聲音信號來指示車輛和行人通行；在工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，揚聲器可以發(fā)出警報聲來提醒操作人員注意設備狀態(tài)或異常情況。

安全性與隱蔽性

需要注意的是，雖然揚聲器在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中具有廣泛的應用價值，但也存在一定的安全風險。例如，駭客可能利用電子裝置的揚聲器進行聲波攻擊，對人體或電子裝置造成損害。因此，在設計和使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時，需要充分考慮安全性問題，采取相應的防護措施來保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和用戶的安全。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用揚聲器的原因主要包括實現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的交互與通信、實現(xiàn)智能化功能、拓展應用場景以及考慮安全性與隱蔽性等方面。隨著技術的不斷發(fā)展和應用場景的不斷拓展，揚聲器在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用將會越來越重要。

本文會再為大家詳解傳音頻器件家族中的一員——揚聲器。

揚聲器的定義

音頻設備中負責發(fā)出聲音的核心部件是揚聲器，俗稱喇叭，無論是音響還是耳機，其中都少不了這個關鍵部件。揚聲器是一種把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘柕膿Q能器件。

揚聲器的結(jié)構(gòu)

下面這個喇叭的側(cè)視圖能夠很好的幫我們了解喇叭的基本結(jié)構(gòu)。喇叭一般是由T鐵、磁體、音圈和振膜這幾個關鍵部件組成的。

通電導線中會產(chǎn)生磁場，電流的強弱影響磁場的強弱（磁場方向遵循右手定則），當交流音頻電流通過喇叭的線圈(即音圈)時，根據(jù)上述原理音圈中就產(chǎn)生了相應的磁場，這個磁場與喇叭上自帶的磁體所產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生相互作用力，這個作用力使音圈在喇叭磁場中隨著音頻電流強弱而振動起來。喇叭的振膜和音圈是連在一起的，當音圈與喇叭振膜一起振動，推動周圍的空氣振動，揚聲器由此產(chǎn)生聲音。如下圖，這就是喇叭發(fā)生的原理。

選擇揚聲器磁鐵時需要考慮的幾個因素

首先，需要明確喇叭工作時所處的環(huán)境溫度，根據(jù)溫度確定應選擇哪種磁體。不同的磁體耐溫度特性不同，能支持的最大工作溫度也不同。當磁體工作環(huán)境溫度超出最大工作溫度時，可能會出現(xiàn)磁性能衰減、退磁等現(xiàn)象，會直接影響喇叭的發(fā)聲效果。

其次，要綜合考慮磁通需求和磁體體積來選擇喇叭磁。有人問喇叭磁鐵是不是越大聲音越好？其實不然，喇叭并不是磁鐵越大越好。從磁體性能對喇叭聲音輸出質(zhì)量的影響中我們可以發(fā)現(xiàn)，磁體的磁通量對喇叭音質(zhì)的影響非常大，同體積的情況下，磁體性能：釹鐵硼＞鋁鎳鈷＞鐵氧體；在同樣磁通量的要求下，釹鐵硼磁體所需體積最小，鐵氧體最大。同樣的磁性材料（同材質(zhì)且同性能），直徑越大，磁感強度越大，喇叭的功率相對就越大，喇叭的靈敏度也相對更高，瞬態(tài)響應越好。

因此需要綜合考喇叭體積對磁體體積的限制和對磁體磁通性能的要求來確定選擇哪種磁性材料。

有人問喇叭多少芯多少磁是什么意思？

我們說喇叭多少磁，說的是喇叭中磁鐵的直徑，比如100磁就是說磁鐵的直徑是100mm。說喇叭多少芯是指喇叭音圈的直徑，比如100芯就是說音圈的直徑是100mm。

揚聲器的阻抗

揚聲器輸入信號的電壓與電流的比值。音箱的輸入阻抗一般分為高阻抗和低阻抗兩類，高于16Ω的是高阻抗，低于8Ω的是低阻抗，音箱的標準阻抗是8Ω。

在功放與輸出功率相同的情況下，低阻抗的音箱可以獲得較大的輸出功率，但是阻抗太低了又會造成欠阻尼和低音劣化等現(xiàn)象。所以這項指標雖然與音箱的性能無關，但最好還是不要購買低阻抗的音箱，推薦值是標準的8Ω。

耳機的阻抗一般是高阻抗的–32Ω很常見。功放的阻抗一般可標為等值阻抗，比如4Ω下130W的輸出，大概相當于等值的80W的輸出。有一個容易與之混淆的名詞叫做“阻尼系數(shù)”，這是指揚聲器阻抗除以放大器源的內(nèi)阻，范圍大約是25～1000。揚聲器紙盆在電信號已經(jīng)消失后還要振蕩多次才能完全停止擺動，而線圈發(fā)出的電壓產(chǎn)生電流和磁場可以阻止這種寄生運動，這就是阻尼。

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審核編輯 黃宇