固态旋转扬声器:以扬声器阵列在空间中调制声音

煤油灯科技2026-11-11 11:43

研究人员展示了一种固态声音调制方案,它以电子方式生成声源移动的听觉感受。

诺丁汉大学开发的扬声器系统通过操纵听者周围的声波来产生音效,而非仅修改电子信号。该固态设计在无电机、皮带或其他运动部件的情况下复现了经典旋转扬声器的部分特性,提供了一条介于机械音效与数字音效之间的新路径。

该校工程学部的研究人员用环形扬声器阵列构建该系统。装置不物理旋转号筒或其他声源,而是以电子方式在阵列中移动音频信号,从而产生声源移动的听觉印象。该研究已发表于 Journal of the Audio Engineering Society。

移动声音本身,而非仅调制信号

多数电子与数字音效在信号到达扬声器之前对其进行处理。诺丁汉的系统采用不同路径:其相位调制通过接近并环绕听者的物理声波实现,而非仅发生在送入单只扬声器的电子信号内部。

该构想源自 Leslie 扬声器(Leslie speaker),一种 1930 年代为电风琴开发的机电系统。传统 Leslie 扬声器依靠电机与皮带旋转号筒和挡板,改变声音到达听者的方式,并通过物理运动产生特征性调制。

以无运动部件方式复现经典效果

Leslie 音色已深度融入流行音乐,并催生大量电子、数字与软件仿真方案(相位器、合唱效果等)。这些系统可通过电子方式改变音频信号来复现部分效果,但并不像原始机构那样在空间中物理移动声源。

诺丁汉原型旨在于不具备传统旋转扬声器机械复杂度的前提下复现更多此类空间行为。由于表观运动由一组固定扬声器阵列生成,研究者将该系统称为固态旋转扬声器。

模糊机械音效与数字音效的边界

电气与电子工程系助理教授 Fernando Perez-Cota 表示,该方法处于传统声学效果与电子效果之间一片基本未被探索的区域。用于音乐的声调制要么是声学机械式的,如原始 Leslie,要么是电子数字式的,中间不存在过渡形态。这项工作是对模糊该边界的首次尝试。

研究者并不把原型仅视为 Leslie 扬声器的替代品,而将其看作在物理空间中操纵声音的通用平台。扬声器阵列上不同的信号图样有可能产生传统运动硬件或标准数字处理难以实现的调制形式。

音乐制作的新方向

开发该原型的工程学硕士生 Nicholas Wolstenholme 表示,同一原理可以超出复现既有旋转效果的范围。该构想不仅可用于实现类似 Leslie 扬声器的声调制,也代表音效与声调制的一种全新范式与新可能性。它有潜力以任何音乐创作者都可承担的成本与规模提供高质量音效。

参考文献:Nicholas Wolstenholme, Fernando Perez-Cota, The Solid-State “Rotary” Speaker, Journal of the Audio Engineering Society, 2026 年 9 月 16 日, DOI: 10.17743/jaes.2026.0285

 

---煤油灯科技victorlamp.com编译整理---

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