无线扬声器如何工作？它们是娱乐中心的优质补充吗？

无线扬声器如何工作？它们是娱乐中心的优质补充吗？

打造完美的私人空间可不是一件小事。你必须考虑很多因素。房间里应该透进多少光线？多大尺寸的电视在这个空间里效果最好？当你准备享受娱乐时光时，你想要陷进哪种类型的家具里？还有，对于那些横七竖八穿过我们原本整洁的独处空间的电线，你该怎么办？

其中一些问题不在本文的讨论范围内，但对于那些觉得电线很麻烦的人，我们可以提供一个替代方案：无线扬声器。无论你是想在家里打造完美的环绕声影院，在露台或庭院设置户外音响系统，还是仅仅想要一副不错的耳机，每次移动时不会缠在一起，无线扬声器可能会有所帮助。

但它们也有缺点。它们的有效范围有限——位于音响系统范围边缘的无线扬声器可能接收不到强信号，或者音质不好。音响发烧友可能不会对它们感到满意。而且即使是无线扬声器也需要电源才能工作。如果不是由电池供电，你就需要将扬声器插入电源。所以即使是无线扬声器也可能仍然有电线。在本文后面部分，我们将更仔细地研究无线扬声器的优缺点。

要开始了解无线扬声器的工作原理，我们首先需要对声音有一点了解。

分子碰撞时

从最基本的层面来说，声音是我们感知振动的一种方式。当地球大气层内的物体振动时，它会对周围的空气分子进行推和拉。反过来，它们又会影响周围的空气分子。这就变成了一种连锁反应。

想象一个铃铛。当它响起时，其表面实际上会向内和向外弯曲。当铃铛表面向内弯曲时，它会将空气分子拉向铃铛表面。它们拉动周围的其他分子，而这些分子又会拉动更多的分子。我们把这种气压降低的区域称为稀疏区。

从振动的物体向外延伸的是气压波动波。如果你恰好在波的范围内——能量会随着距离而消散——你的耳膜会因气压变化而振动。你的耳膜与中耳内的小骨头相连。这些骨头将耳膜与内耳的耳蜗相连。耳蜗内充满了液体和微小的毛发。当骨头使耳蜗振动时，液体会冲击毛发，从而触发神经信号，从耳朵传向大脑。然后你的大脑将这些信号解读为声音。

声音可以在固体、液体和气体中传播。如果你把耳朵贴在桌子上，让别人轻轻在上面刮擦，你会清楚地听到声音。这是因为声音在固体中传播通常比在气体中更有效。这也是为什么声音不能在太空真空中传播——没有足够的粒子相互碰撞来传播声音。

声音的性质取决于分子相互碰撞的力度和频率。相互猛烈碰撞的分子会产生更大的声音——一个大木槌敲击一个大锣会使分子比小铃铛更猛烈地碰撞。大气中较快的波动会产生比波动较慢的声音更高的音调。锣的声音不仅会比小铃铛更响亮，而且音调也会更低——铃铛在气压中产生的波动比锣更快。

扬声器——无论是无线的还是有线的——都是通过振动产生声音的。这只需要一点电和磁。

扬声器基础

一个典型的扬声器有几个部件。振动发声的部件称为锥体或振膜。它是一个柔性表面，可以被扬声器的其他部件向内推或向外拉。正是振膜产生了我们感知为声音的大气压力变化。

一个称为音圈的电磁铁附着在锥体的中心。一个永磁体——一种不需要电就能保持磁场的磁体——位于锥体另一侧的音圈后面。这意味着扬声器使用了两种不同类型的磁体，这就是扬声器能够快速对大气进行推拉的原因。

电磁铁利用了电流和磁场之间的关系。当电流通过导线时，会产生磁场。将电线绕在一个芯上——比如铁钉——当电流接通时就会产生一个磁体。切断电流会使磁场消散。

磁体有两个磁极——北极和南极。永磁体总是有相同的北极和南极。但是电磁铁的磁极可以根据电流的流动而改变。迫使电流反向流动也会使电磁铁磁极的位置反转。

这一点很重要，因为对于磁体来说，同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。通过改变通过音圈电磁铁的电流，永磁体的磁场将对音圈进行推或拉。由于音圈附着在振膜上，这将导致振膜向内拉或向外推。

扬声器每秒改变音圈中的电流数千次，从而产生从低沉的低音到高音短笛所需的精确振动。

在传统扬声器中，电流从源（如立体声系统）内的放大器通过两根电线流向扬声器。这使得源能够改变流向扬声器的电流，从而使电磁铁的磁极切换。无线扬声器必须在没有电线的情况下产生同样的效果。但它们是如何做到的呢？

有一束光

无线扬声器与立体声系统或其他源没有直接连接。相反，系统必须发送一个信号，扬声器能够接收并将其转换为电流，以驱动扬声器内部的音圈。有几种方法可以做到这一点。

一种方法是使用红外信号。这与许多遥控器的工作原理类似。立体声系统有一个发射器，它发射出一束红外光。因为红外光在可见光光谱之外，所以我们看不到它。

发射器的工作是获取电流的波动——如果扬声器连接到立体声系统，这些波动将控制扬声器——并将其转换为红外光束。光束通过脉冲携带信息。一个红外系统每秒可以发送数百万个脉冲。无线扬声器有传感器可以检测这些传输。

一旦检测到，传感器就会向放大器发送电子信号。它的工作是增强传感器的输出强度。没有放大器，信号将太弱而无法驱动扬声器内的音圈。这就是为什么许多无线扬声器仍然需要有线电源才能工作。

放大器向音圈发送电流，按照传感器发送的信号指示改变电流的流动。交流电将使音圈的电磁铁迅速改变极性。电磁铁和扬声器永磁体的磁场完成其余的工作，拉动和推动音圈，使扬声器的振膜振动。

这种类型的无线扬声器有几个缺点。其中一个大的缺点是红外光束需要视线。这意味着从立体声系统到扬声器需要有一条畅通无阻的红外光束路径。任何阻挡该路径的东西都会阻止信号到达扬声器的传感器，扬声器将保持静音。

另一个问题是红外信号相当常见。大多数遥控器等设备都使用红外技术。但即使是灯光和人类也会发出一些红外辐射。这会造成干扰，使扬声器难以从立体声系统检测到清晰的信号。即使是最普通的音乐爱好者可能也会觉得听一个播放不连贯或不稳定的系统很麻烦。

还有其他无线发送信号的方法。接下来，我们转向无线电领域。

广播信号

蓝牙无线标准为无线扬声器和耳机开辟了新的可能性。

无线电波是电磁频谱的一部分。光也是这个频谱的一部分。可见光的波长范围是390到750纳米（1纳米是十亿分之一米）。红外（IR）光的波长范围较长，约为0.74微米到300微米（1微米是百万分之一米）。无线电波是其中的“大块头”——波长范围从1毫米到100千米。

无线电波相对于其他类型的电磁辐射有一些优势。但是要将无线电波从立体声系统发送到扬声器，你需要几个部件。连接到立体声系统的发射器通过天线发送交流电将电信号转换为无线电波。无线电波从天线向外广播。

无线扬声器上的天线和接收器检测无线电信号，接收器将其转换为电信号。放大器增强接收器信号的功率，以便它能够驱动扬声器。与红外无线扬声器一样，扬声器仍然需要电源。与红外系统不同的是，检测无线电信号的无线扬声器不需要与立体声系统处于视线范围内。

无线电波以不同的频率广播。频率是无线电波振荡的速率——即无线电波从波峰到波谷再到波峰所需的时间。较长的无线电波比短的无线电波振荡需要更多的时间。无线电频率很重要，因为使用相似频率的无线电传输可能会相互干扰。

这种干扰可能是一个大问题——我们今天依赖的许多通信系统都依赖于无线电传输。出于这个原因，许多国家都制定了规则，限制各种设备允许产生的无线电频率类型。这限制了信号干扰的可能性。

在美国，分配给无线扬声器等设备的频段包括902到908兆赫、2.4到2.483吉赫和5.725到5.875吉赫[来源：Schotz等人]。在这些范围内，无线传输不应干扰无线电、电视或通信信号。

在这些范围内有不同的协议，如蓝牙。蓝牙协议允许设备连接在一起。蓝牙还可以让制造商在扬声器上加入超出音量和电源的控制功能。因为蓝牙协议允许双向通信，你可以拥有一个无线扬声器，让你控制正在播放的曲目或者你的系统所调谐的电台，而无需起身到主系统上进行更改。

优势与劣势

无线扬声器系统的主要优势相当明显——扬声器与音响系统之间没有电线连接。你可以将扬声器放在传输范围内的任何地方，而不必担心被连接回音响系统的电线绊倒或隐藏电线。这可以简化家庭影院系统的设置。

无线扬声器在户外扬声器系统中很受欢迎。如果你想在露台、庭院或游泳池区域设置扬声器系统，无线系统可能是理想的选择。

无线系统也有一些缺点。因为无线扬声器仍然需要电源，所以很可能你需要将每个扬声器插入电源。有电池供电的无线扬声器，但可能没有你想要的音响系统的那种强劲音频效果。如果你需要将每个扬声器插入电源，你可能仍然会发现自己在设置家庭影院时受到限制。

干扰可能是另一个问题。有很多设备会发射无线电波。如果这些无线电波与你的音响系统和扬声器的频率相同，当你听音乐时可能会收到一些杂乱的信号。信号丢失也可能是一个问题——如果发射器或接收器停止工作或掉线，这将影响你的收听体验。

另一个问题是带宽。有线扬声器可以以电信号的形式携带大量信息。无线信号真的无法与之竞争。音乐可能听起来不够饱满或丰富。这是一个难以用言语表达的主观因素。如果你是一个音响发烧友，你可能会发现无线扬声器在性能方面有所欠缺。

参考来源

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