了解优质音频技术背后的科学

 

19 世纪末，奥利弗·洛奇发明了第一台动圈扬声器，也称为动态扬声器。他还创新性地使用振膜来产生声音，并使用喇叭将其放大。

第二次世界大战期间，同轴 Duplex 驱动器开始兴起，并于 1943 年进入市场。由于其出色的音质和清晰度，尤其是在高音量播放时，它在剧院中被广泛使用。到 1945 年，引入了专注于声音放大的新技术。随着时间的推移，新技术优先考虑放大和音质。大约在这个时候，高保真 (HiFi) 声音得到了创新。

直到 20 世纪中期，声音技术的两个主要领域是录音质量和声音再现。这些创新为音频技术行业的持续发展奠定了基调，尤其是在音质方面。这一时期创新的一项关键概念是定向音频技术。这项技术在技术方向上发挥了关键作用，因为现代声音技术已应用于广告、直接消息传递和其他形式的通信。

20 世纪 90 年代是现代音频技术时代的标志，杜比推出了五声道环绕声系统。这项技术如今已成为家庭和商业影院系统的主要组成部分。该技术取代了之前使用数字音频的模拟系统，数字音频将声音信号转换为数字格式。数字音频具有广泛的应用，因为它易于存储、压缩、处理和传输。它还使操作音频文件以用于各种用途或制作同一音频文件的多个副本变得更加容易。

 

音频技术的核心原则

音频技术和声音由哪些原理组成？让我们来探索对录音质量和清晰度至关重要的各种原理。

 

基本声学元素

基本声学元素构成了声音和音频的支柱。声音由声波或振动组成，这些声波或振动在到达人耳之前会通过空气或其他介质传播。这些振动被称为声波。声波表现为穿过介质的振荡压力波，在介质中经历稀疏和压缩阶段。

频率是构成声音的另一个重要声学元素。频率定义了声波的数量，以赫兹为单位。该频率等级还决定了声音的音调。较高的频率与较高的音调一致，较低的频率与较低的音调一致。

振幅是声音技术中另一个至关重要的基本声学元素。它测量声波的高度，通俗地说就是响度。声音的振幅越大，声音就越大。分贝是声音振幅的测量单位。

最后，感知是大脑解释所接收声波的重要声学元素。当耳朵接收声波时，它会将其转换为压力变化和电信号。大脑将这些信号解释为音调、音量和声音。因此，每个人对声音和音频质量的感知都不同。

 

模拟声音与数字声音

既然上面提到了数字音频，那么探索模拟声音和数字声音之间的差异就至关重要。这种差异对于理解声音技术的科学和发展至关重要。

模拟声音连续地表示声音的精确波形。它以最自然的形式展示音频，例如当您在黑胶唱片或磁带上播放音乐时。它可以捕捉声音中产生不同音质的细微差别。但由于模拟声音以其自然形式存在，因此随着时间的推移，它也容易退化。

数字声音将声波转换为数字信号。它使编辑、操作、存储或复制音频文件变得更加容易，而不会影响其质量。它们可以以 CD 或 MP3 文件等数字格式存储。然而，您可以捕获相同的音频和音质，但由于文件压缩而略有不同。

在模拟和数字声音之间进行选择时，了解您想要如何使用音频以及文件处理会如何影响音频至关重要。模拟声音的优势在于音质丰富而温暖。但是，它容易退化，并且编辑起来可能很困难。另一方面，数字声音即使在复制后也能提供更一致的质量。但是，音质缺乏深度和压缩过程会影响声音。

加工和复制

声音技术的最后一个原理是声音的再现和处理。第一步是使用麦克风等设备捕获音频文件。该设备将声波转换为电信号。您可以找到不同类型的录音设备来捕捉声音。

捕捉和录制声音后，下一步就是处理音频文件。如果您使用的是模拟声音，则可以使用均衡和放大来改善声音质量和深度。但是，如果您使用的是数字声音，则可以使用软件来处理数字数据并探索各种编辑选项。

最后一步是重放，将处理后的声音传送到扬声器或耳机等设备。电信号再次转换为声波，忠实再现原始录音。

了解声音技术的核心原理对于实现所需的音频质量至关重要。它还有助于了解如何使用各种声音和音频设备来适应所需的音频设置。

 

什么构成了高级音响系统？

了解音频技术的演变和声音的核心原理，为创建所需的音频设置和文件奠定基础。现在，是时候深入了解构成高级音频系统的组件了。

 

音箱和耳机

无论您喜欢听音乐还是使用任何通讯设备，您都熟悉音箱和耳机的概念。这些设备通常用于产生和传输声音。动圈式音箱或耳机是产生不同频率范围内强大声音的最佳设备之一。

其他先进类型包括平面磁性和静电音箱和耳机。平面磁性音箱或耳机使用连接到悬浮磁场的薄而柔韧的振膜。它提供卓越的音质和低失真。另一方面，静电音箱使用薄而穿孔的电极来提供细腻而准确的声音。静电音箱是最昂贵的选择，但失真最小。

 

声音技术

新的音响技术构成了高级音响系统，使其能够产生卓越的音质。第一个是主动降噪技术。它使用麦克风和高级设置来消除环境噪音，从而提供身临其境的体验。这项技术在嘈杂的环境中工作时非常有用。

无线技术也正在塑造高端音响系统，因为它们能够使用蓝牙和其他无线技术来提高音质。此外，无线扬声器和耳机具有无与伦比的便利性和实用性。

高分辨率音频技术是高级音响系统的另一个组成部分。任何经过高分辨率音频认证的设备都可以以更高的频率重现音频，从而更有效地捕捉声音的细微差别和细节。

 

声音质量

优质音响系统依赖于优化音质的设备和器材。静电音箱和耳机的质量是影响音质感知的最重要因素。优质的静电音箱和耳机可提供更高的准确性和清晰度。

除了静电音箱和耳机的类型外，设计和外壳材料也至关重要。这有助于抵抗可能影响音质和感知的振动和共振。

因此，选择采用高分辨率音频和主动降噪技术的设备和装置可以提供更详细和高度沉浸式的聆听体验。

 

声音技术的未来

音频技术的未来是什么样的？预测未来创新和音质发展的最佳方式是了解新兴趋势。

高分辨率流媒体服务的概念是音频技术的主要趋势之一。现在有更多流媒体设备提供音频流；对卓越音质的需求推动了更高分辨率的音频流。预计这一趋势将影响软件和硬件开发，以创造更无缝的音频流体验。

人工智能和机器学习是另一个未来趋势，将促进音频技术的演变。虽然人工智能对音频技术的影响程度尚不清楚，但很明显，在音频设置中使用机器学习算法将会很常见。这项技术可以创造更具沉浸感的音频体验，以适应用户的个人需求。

音频技术的另一项创新是使用 3D 音频和空间声音元素。就像 AI 为音频技术带来的个性化方法一样，3D 音频技术也有望实现同样的效果。它在三维空间中投射声音时非常有用，因为它可以使音质更加引人入胜和逼真。

最后，对可持续性的关注也会影响音频技术。可持续性的努力将影响音频设备生产材料的选择，这也会影响音质。

由于声音在日常生活的各个方面都具有广泛的应用，音频技术将不可避免地与其他技术相结合。增强的连接性意味着消费者可以轻松地将他们的音频设备与其他设备（例如高级蓝牙音箱）连接起来，以获得无缝的聆听体验。这也意味着便携性将成为未来音频设备发展的关键。预计这些便携式音频设备将具有更长的电池寿命、卓越的音质和整体强大的性能。

 

关于音频技术科学的结论

探索音频技术的演变并见证科学与创新的融合是一件令人着迷的事情。了解控制声音和音频质量的核心原理可以更轻松地分析产生优质音频体验的不同组件。

无论您是在专业环境中使用音频设备的专业人士，还是仅仅喜欢听音乐来娱乐，音频技术对我们日常生活的各个方面的影响都是不可否认的。