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06-21
简介 虽然“看不见的声音”听起来有点可笑，但却是对沉浸式声音的描述。
您在媒体娱乐中可以实际感受到的一种常见的发声或发声方式。
想象一下《侏罗纪公园》中霸王龙出现时的场景。
几次小地震导致标志性的水玻璃摇晃，预示着霸王龙的出现。
大型剧院使用强大的低音炮（低音炮）来创造这种令人惊叹的效果，利用压力波使整个房间摇晃和嘎嘎作响。
但这种解决方案不一定适合家庭影院或音响系统，并且有多种方法可以实现这种效果，而不必与影响邻居的低音炮进行比较。
该解决方案称为触觉传感器或“隐形”声音传感器。
这些传感器附着在通常与观众接触的物体上，并根据音频设备发出的低频声音信号使物体振动。
家庭音响市场正在迅速扩张，因为越来越多的消费者希望增强他们的家庭影院/音响系统，而不是寻求当地电影院的刺激。
本文将向读者介绍有关声音传感器（尤其是触觉传感器）的基础知识以及它们在家庭音响发展中所扮演的角色。
图片来源：New Africa/stock.adobe.com 作者：Jean-Jacques DeLisle，Mouser Electronics 发布日期：2019年1月13日 声音传感器简介 声音传感器是用户感知或产生的声波与提供现代音频体验的电子设备之间的桥梁。
本质上，声音传感器是一种将~20Hz 至~20kHz 频率范围内的声波转换为电信号（或将电信号转换为声波）的设备。
作为声音发生器，声音传感器利用电能产生机械振动来刺激传感器表面的空气，从而产生声波。
使用电能并将声音频率范围内的电信号转换为声波输出的装置通常称为“扬声器”。
一般来说，原始音频信号的功率相对较低，必须馈送到音频前置放大器，然后馈送到音频放大器，以达到驱动扬声器系统所需的功率水平。
扬声器有多种风格和技术，通常根据其用途和所覆盖的可听频率范围进行分类。
低音扬声器也称为低音扬声器（图 1），通常覆盖 40Hz 至 1kHz 的频率。
图1：低音扬声器，也称为低音扬声器。
（图片来源：surasak/stock.adobe.com） 当然，低音炮覆盖的频率范围比低音炮要低，一般是20Hz到Hz。
中音扬声器覆盖的频率范围比低音扬声器更宽，在 Hz 到 5kHz 之间。
高音扬声器覆盖更高的可听频率范围，发射频率约为 2kHz 至 20kHz。
其他扬声器，例如扬声器和全频扬声器，覆盖的频率范围更广。
然而，由于较低和较高频率范围的再现能力有限，或者潜在的保真度问题，它们通常无法产生有力的音频。
但是扬声器并不是声音传感器的唯一类型。
麦克风的功能与扬声器正好相反。
麦克风（或更通俗地说，声音检测器）响应传感器表面上的机械振动刺激并生成相应的电信号。
由于这些信号通常功率非常低，因此通常使用音频放大器来增加麦克风信号的增益，以实现更好的再现或转换。
什么是隐形音频系统 在可听频率范围之外，有低于可听范围的声音（称为次声），和高于可听范围的声音（称为超声波）。
次声一般是指0.1Hz到20Hz之间的声音。
大多数人听不到，但如果声音足够强，他们就能感觉到。
次声也是监测地震、通过大量土壤进行地质研究以及通过心冲击描记术和心振描记术研究心脏力学的有用频率范围。
关于次声波的另一个有趣的事情是大象用它来进行长距离通信，因为在这个频率范围内，长波长的声音比高频的声音更有效地穿过稠密的大气层。
值得注意的是，自然和人造系统通常需要相当大的体积才能产生如此低的声音频率。
与次声相比，超声波的频率范围超过 20kHz，并且波长比大多数人能听到的要短。
这些极短的声音频率在大气中迅速衰减，因此范围有限。
然而，超声波频率也会从许多表面反射，包括人类和动物组织。
因此，超声波传感器和传感系统被应用于医用超声波机器中，以提供对人体内部结构的非侵入性观察。
出于同样的原因，蝙蝠使用超声波进行回声定位，因为这些高频声波也会从昆虫的身体结构和大多数固体物体上反射。
大多数人听不到次声波和超声波频率（图 2）。
然而，如果次声波足够强，就可以被感觉到。
许多自然现象和人类活动都会产生次声和可听声音，这是体验的重要组成部分。
想想附近发生雷击时的雷声、喷气式飞机起飞时机舱内的感觉以及地震的“轰鸣声”。
图 2：超声图。
（图片来源：designua/stock.adobe.com） 这些看不见的声音本质上是一种直观的体验，但作为许多娱乐系统整体体验的一部分，它们经常被忽视。
在电影院、音乐会以及现代沉浸式虚拟现实（VR）和增强现实（AR）娱乐系统中情况恰恰相反，这些系统专门配备了次声传感器或大功率低音炮，让用户不仅可以听到声音，还可以感受到声音。
家庭音频/娱乐系统中的触觉传感器 对于某些人来说，这听起来像是一种非常奇特的音响系统设置。
但实际上相对简单，并且有很多方法可以将这些隐形音频系统集成到您的家庭音频/娱乐设备中。
本质上，隐形声音传感器只是安装在娱乐设备中的次声或可听声音传感器，让用户感受到来自传感器的振动。
大型剧院和音乐场所使用巨大的低音炮来实现这种效果，而游戏控制器几十年来一直配备振动功能。
只需将传感器安装到用户座椅的结构或支撑部件上，即可将触觉传感器集成到家庭音频/娱乐设备中。
使用一套触觉和声音传感器甚至可以产生比单纯的“低音冲击”音响系统更丰富的物理刺激感。
家庭娱乐的这种演变就像过去的许多家庭音响系统开始在整个聆听环境中加入额外的扬声器一样，每个扬声器都包含更多的内部扬声器元件。
这些扬声器元件旨在在特定频率范围内更准确、更悦耳地产生更高保真度的声音，它们位于周围环境中，以确保更大的沉浸感和更无缝的聆听体验。
将次声传感器和触觉传感器融入这款家庭音频/娱乐设备中，可带来更奢华的体验，并提供更深层次的沉浸感。
随着 VR/AR 设备在游戏室和家庭影院中的出现和日益普及，越来越多的用户正在寻找增强游戏、观看或聆听体验的方法，以使其更加真实或至少更加令人兴奋。
。
甚至还有专为VR/AR设备设计的座椅系统，集成了大量电子元件，让用户更轻松地进入广阔的VR/AR体验空间。
为了增强家庭音频/娱乐系统的隐形声音，用户可以使用由娱乐系统的低频范围音频输出（例如杜比系统低频）提供的电子元件来升级他们的座椅、娱乐单元或可穿戴设备中的效果 (LFE) 通道。
这些系统的工作方式与低音炮大致相同，但在某些情况下以比低音炮更低的频率运行，从而增强了用户感受到的不可见音频频谱。
结论 隐形音响系统很可能成为家庭音响/娱乐领域的下一个趋??势，因为人们越来越喜欢在家而不是在电影院看电影，而VR/AR系统的应用也越来越广泛。
增加。
隐形音频技术已经存在了几十年，但在家庭音频/娱乐系统中仍然相对较少。
随着家庭游戏和娱乐的不断发展，用户对座椅和交互系统的需求也将与娱乐同步增长。
关于作者 Jean-Jacques (JJ) DeLisle 就读于罗彻斯特理工学院 (RIT)，并获得了电气工程学士和硕士学位。
在学习期间，JJ 从事射频/微波研究，为大学杂志撰稿，并且是 RIT 第一个即兴喜剧团的成员。
在获得学位之前，JJ 在 Synaptics 担任集成电路布局和自动化测试设计工程师。
经过 6 年的原创研究开发和鉴定内置同轴天线和无线传感器技术，JJ 在提交多篇技术论文并获得美国专利后离开了 RIT。
为了进一步发展他的事业，JJ 和他的妻子 Aalyia 搬到了纽约市。
在此期间，他担任《Microwaves & RF》（微波和射频）杂志的技术工程编辑。
在此期间，JJ 学会了如何将他的射频工程技能与他对技术写作的热情结合起来。
在JJ职业生涯的下一阶段，他看到行业对技术精湛的作家和客观的行业专家的巨大需求，因此他转而创办了自己的公司RFEMX。
为了这个目标，JJ扩大了公司的业务范围和愿景，开始涉足信息交换服务（IXS）业务。
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