Schwingt eine Schwingspule mit der gleichen Frequenz wie die Quell-Sounddatei?

Als Haftungsausschluss weiß ich sehr wenig darüber, daher beschreibe ich dies wahrscheinlich sehr ungenau. Angenommen, Sie haben auf Ihrem Computer eine Sinuswelle mit 800 Hz erzeugt und über einen Lautsprecher abgespielt. Würde der Lautsprecher auch bei 800 Hz vibrieren?

Ich würde dies erwarten, vorausgesetzt, der Lautsprecher kann mit der gleichen Geschwindigkeit vibrieren.

Soweit ich weiß, hat jeder Lautsprecher einen Bereich, in dem er (nützlich) vibrieren kann. Meistens sind größere Lautsprecher besser für Vibrationen bei niedrigeren Geschwindigkeiten geeignet (und haben mehr „Druck“, mehr Luft, die bewegt wird). Kleine Lautsprecher können schneller schwingen (also höhere Frequenzen).

Deshalb benötigen Sie für niedrigere Frequenzen größere Lautsprecher und für höhere Frequenzen kleinere Lautsprecher.

Ein idealer Lautsprecher vibriert mit jeder Signalfrequenz, mit der Sie ihn ansteuern.

In der Realität gibt es jedoch einige Einschränkungen.

1. Der Verstärkerausgang, mit dem Sie ihn ansteuern, hat einen Frequenzbereich, den er verstärken kann. Extrem niedrige Frequenzen, einschließlich Gleichstrom, und hohe Frequenzen werden im Verstärker stark gedämpft.

2. Der physikalische Aufbau eines Lautsprechers hat auch eine Frequenzcharakteristik. Einige Frequenzen und Harmonische werden viel besser übertragen als andere.

3. Der Lautsprecher kann mitschwingen. Das bedeutet, dass die Vibrationen, die Sie mit dem Signal einleiten, eine Resonanz mit der natürlichen Vibrationsfrequenz des Lautsprechers erzeugen können, wodurch das unangenehme Rasseln entsteht, das Sie manchmal hören. Diese Resonanz kann auch durch Oberschwingungen in der Schallausgabe induziert werden.

4. Die Schwingspule hat auch eine Induktivität und Kapazität, die wiederum abhängig von der Frequenz des Signals eine unterschiedliche Bewegungsmenge erzeugen.

5. Die physische Größe des Lautsprechers ist wichtig. Der Lautsprecher muss nicht nur vibrieren, was bedeutet, dass Trägheit wichtig ist, sondern er muss auch Luft "drücken", die auch Trägheit hat. Diese Trägheit erschwert das Drücken umso schneller, je schneller Sie es versuchen. Dies ist einer der Gründe, warum Lautsprecher für höhere Frequenzen kleiner werden.

6. Aufgrund der Induktivität und der mechanischen Trägheit bleibt die Bewegung der Schwingspule und des Lautsprecherkegels und letztendlich der Wellenfront in der Luft hinter dem Ansteuersignal zurück. Es ist auf der gleichen Frequenz, aber außer Phase.

Eine 800-Hz-Sinuswelle sollte es so gut wie unbehelligt bis zum Lautsprecher schaffen. Eine 800-Hz-Rechteckwelle hat eine weitaus interessantere Ausgabe.

Eine Rechteckwelle ist eigentlich eine Sinuswelle, die mit einer unendlichen Reihe von immer kleineren Harmonischen summiert wird.

Daher wird jede Frequenz unterschiedlich gedämpft, wenn sie den Verstärker und den Lautsprecher durchläuft. Die höheren Frequenzen gehen vollständig "verloren", und einige der geringeren Harmonischen können und können dazu führen, dass der Lautsprecher mitschwingt. Deshalb klingen Rechteckwellen so "dünn".

Es hängt davon ab, wie Sie "Vibrieren bei 800 Hz" definieren. Wenn (zum Beispiel) das Signal stark genug ist, so dass sich die Schwingspule über den konstanten Bereich des Magnetfelds hinaus bewegt (nichtlineare Antwort), ist die Bewegung nicht sinusförmig. Es wird immer noch eine periodische Bewegung mit einer Periode von 1/800 Hz sein, aber wie Trevor beschreibt, wird dies eine Summe von Sinuskurven verschiedener Frequenzen sein.