蓝牙耳机神奇的工作原理,你知道吗

每天最快乐的时光就是戴着蓝牙耳机，听着自己喜欢的歌曲，如果有天耳机没电了或者不戴耳机，就会觉得少了点什么。

在目前的电子设备中，蓝牙协议的使用越来越普遍，比如Airpod、音响、鼠标和汽车等设备。我们都知道蓝牙是一种通信协议，那么手机是如何连接到我们的耳机，并将音乐传递到我们的耳朵里呢?今天就让小编来给大家说说吧!

蓝牙的介绍和起源

蓝牙是一种无线通信技术标准，它允许固定和移动设备短距离交换数据，形成个人局域网（PAN）。它使用短带高频（UHF）无线电波在2.4至2.GHz的ISM频段上进行通信。该技术由电信公司爱立信于年开发。它的设计初衷是为无线通信创造一个RS-数据线的替代版本。它可以连接多个设备，克服同步问题。

这有一个技术术语。超高频，但我想给大家介绍一些关于无线电的科普知识。

无线电波，有时也叫无线电波、射频等，是电磁波中波长比红外光长的电磁波。无线电波的频率范围从GHz到3kHz，但也有一种定义，将1GHz或3GHz以上的波都归为微波。和其他电磁波一样，无线电波也是以光速传播的。自然界中的无线电波主要是由闪电或宇宙物体引起的。

具体划分见下图。

蓝牙技术由蓝牙技术联盟(SIG)维护，该联盟在电信、计算机、网络和消费电子领域有3万多个成员。

蓝牙一词是斯堪的纳维亚语Blatand/Blatann的英译。这个词来源于10世纪丹麦和挪威的国王HaraldBlatandGormsen（丹麦语：HaraldBlatandGormsen）的名字。Blatand直译为bla（bla=蓝色，tand=牙齿）。年，蓝牙技术联盟已将全球中文译名改为蓝牙，并注册为该组织的注册商标。

以哈拉尔德为名，曾将因宗教战争和领土争端而分裂的挪威和丹麦统一起来，蓝牙背后的团队希望新技术能整合各大科技品牌的标准。蓝牙的logo是Lunes，也就是HaraldBlatand的首字母HB的变形。

蓝牙连接是如何工作的？

蓝牙设备在2.45GHz无线电频谱的79个不同频率上工作。当两台设备想要连接时，比如智能手机连接到AirPodsPro，它们会随机选择79个频道中的一个，如果附近的一对设备已经占据了另一个频道，它们就会尝试另一个频道。

通常情况下，要将两个蓝牙产品连接在一起，需要设备创建一个密码。例如，当智能手机与汽车连接时，两者的显示屏上都会显示一个短码。如果双方显示的密码相同，则可以继续连接。有趣的是，我从未见过一对设备显示的代码彼此不同。

配对的设备一旦配对就会记住对方，除非你让它们忘记。这就是为什么你的手机在每次上车时都会（至少应该）自动连接，因为两台设备互相了解，互相信任。

耳机为什么会响？

每部手机都有一个无线电系统，有发射器。无线电发射器通过振荡器将交流电转化为高频交流电，从而产生电磁场，可以产生无限多的无线电波。像磁铁一样，无线电波互相排斥，互相吸引。同类电子相互排斥，所以当无线电波出来时，就会把前面的电波往前推，当连续的电波全部出来时，就会在空气中传播。

接收器和解调器

电磁波可以通过调谐天线来接收。天线可以将电磁波的部分能量吸收为电路中的谐振电流。接收器可以对电流进行解调，并将其转换成可用的信号。接收器通常也被调谐为接收特定频段的信号，并拒绝其他频段的信号。

振动

我们都知道，声音是由振动产生的，而耳机的工作原理与扬声器一样：将传入的音频电信号转化为机械振动，从而可以聆听到美妙的音乐。

高中的时候，我们学过法拉第感应：磁通量的变化会产生电流。例如，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，就会产生电流，这简单的说就是磁生。

而反之，电流也会产生磁场。耳机的工作原理是电流的变化产生变化的磁场，通过磁铁的运动使振膜产生振动，从而产生声音。

耳机内部，有两块磁铁。一个是下图所示的强磁铁，它是固定在耳机框架上的永久磁铁。它被牢牢卡住，不能移动。另一块是连接在音圈振膜上的，是一块电磁铁，有电就会产生磁性，是可以移动的。

当振膜推动空气振动时，就会产生声音。当音频电流通过耳机线，流经下图所示耳机中的红色音圈时，会产生变化的磁场。这个磁场将与固定在耳机中的永磁材料相互作用。音圈受力产生不同幅度的运动，从而带动振膜振动，就会发出变化的声音。这就是音箱的工作原理!

优点

无线数据传输

蓝牙的主要优势之一是它允许设备以无线方式传输数据。这种优势可以转化为更多具体的优势，包括无线连接或配对设备以创建无线个人局域网或WPAN，无线互联网连接和无线同步，以及轻松发送和/或接收文件，而无需携带和携带麻烦。使用电缆或其他硬件接口技术，如USB标准或Thunderbolt技术。

通过蓝牙，请注意，其他应用包括与其他设备兼容的设备之间的无线连接的遥控器，在一定距离内用于定位和识别对象的实时定位系统，用于防止智能手机等设备被盗或丢失的人身安全，以及利用蓝牙对医疗设备进行健康监测和记录。

广泛的可用性和可达性

蓝牙的应用非常广泛，几乎无所不在，这一点从它的众多应用中可以看出。大多数笔记本电脑和其他移动设备，如智能手机和平板电脑，都内置了蓝牙硬件。对于不具备必要硬件组件的个人电脑来说，购买和使用蓝牙适配器将使其能够与支持蓝牙的设备进行通信。

由于蓝牙似乎已成为现代计算机，特别是笔记本电脑和移动设备的标准功能，补充设备已被开发和销售。这些设备包括无线扬声器和耳机、智能手表等智能设备和其他可监测活动的可穿戴技术，以及支持蓝牙的智能家电和办公设备。

易用性带来便利

将设备与内置的蓝牙收音机配对非常简单。具备蓝牙功能的设备之间可以建立通信，而无需安装额外的软件或驱动程序。两个设备之间的通信也没有严格的设置过程。

只要支持蓝牙的无线电设备在启用范围内，并保持在覆盖范围内，该技术就能轻松找到对方的启用设备，从而简化整个配对过程。此外，该技术还包括使用服务发现协议和通用唯一标识符识别服务的协议，以列出特定设备的特定服务或功能。这些协议使另一台设备很容易确定并显示要配对的设备的名称和类别，以及其服务或功能和技术信息。

能源效率

蓝牙技术的高能效进一步提升了无线数据传输的优势和便利性。这对于低功耗蓝牙或BLE标准来说尤其如此。BLE的超低功耗要求使其成为小型设备（包括可穿戴技术）的理想选择，在这些设备中，最小的电池寿命要求和小尺寸是关键的设计和工程考虑因素。

该技术的最新版本称为蓝牙4.0，也比蓝牙3.0更省电。新规范与旧版蓝牙规范中的BLE技术和经典蓝牙标准相同，因此可以实现双模式利用能效和更快的数据传输速率。

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