電話はなぜ音が伝わるのでしょうか

質問

「電話はなぜ音が伝わるのでしょうか」
あのケーブルを伝わるということは、音声を電気信号に変換しているのでしょうか。

回答No.8

Werner · ベストアンサー

> 電話線を伝わるとき、音は何によって、どのように表現されているのでしょうか。
電圧の時間変化です。

空気中を伝わる音は音圧の時間変化ですから、
音圧を電圧に置き換える、ただそれだけのことだと思います。

補足

ありがとうございます。

「音圧を電圧に置き換える・・・」、ものすごく単純な構造なのですね。

他の方が教えてくださった電話の仕組みに書いてあった
「・・・炭素の粒がおさえられると電気がたくさん流れ、ゆるめられると電気は少なく流れます。このようにして声は電気の強弱の信号となって電線を伝わっていくのです。」とういのも理解できました。

声には、大きかったり、小さかったり、高い声、低い声、いろいろあるのに、それらを、最終的に電圧の変化だけで表現できるのですね！

回答No.7

Werner

> 波は振幅と振動で表現されるから、この２つの変数の組み合わせを、電圧や電流で表現しているということですね。
違うようなきがするけど。
そもそも振幅はともかく、
振動とはどういう物理量を考えているのですか？（周波数のこと？）

> 波形の（ｘ１, ｙ３）に該当する音は、（電流○○、電圧○○）で表現されるというこでしょうか。
x1とかy3というのはなんでしょう。
あと、なぜ電流と電圧をペアにして考えるのですか？
電流と電圧は比例関係にあるので（厳密にはコイルやコンデンサがあると変わってくるけど）
電圧が決まると電流も自ずと確定してしまい、
独立変数にならないので（この場合は）ペアにする意味がないです。

音の波形をグラフで書くと横軸は時間で縦軸が気圧です。
※ここで波を表現する変数は「時間」と「気圧」です

電圧（電流）で音を伝える場合この縦軸が電圧（電流）に変わります。
横軸が時間なのは同じ。

[音に関するページ]
http://adlib.rsch.tuis.ac.jp/~akira/soundpro/whatis.html
http://www.masskobo.com/japanese/tecnical/oto/oto1.htm

補足

整理してみました。

音が電話器から電話線を伝わって相手の電話器に届く。これはどういう仕組みなんだろう。ということでした。

空気の中を伝わる音を、電話線を通じて相手に届けるのですが、電話線を伝わるとき、音は何によって、どのように表現されているのでしょうか。

回答No.6

Tasuke22

失礼ながら、音そのものの性質をご理解されていないのではないで
しょうか？
それを前提に書きますので、間違っていたら読み飛ばしてください。

音と言うものの性質を本格的に追求すると、かなり難しい世界には
いります。まあ、一般的に科学的と言われる範囲で表面的に理解す
る必要が、このように音を別の物に置き変える手段には、必要です。

音は音の、高さと大きさと音質の３つがあると考えていいでしょう。
音の高さは周波数です。つまり、一秒間に何回の波を持っているか
ですね。音の強さは、波の大きさです。同じ周波数でも振幅の小さい
波は小さな音、振幅の大きな波は大きな音ですね。音質は、複数の
音の高さと大きさの組合せといえます。単純な波は正弦波のように、
ピーとかキーンとか、機械的な音ですね。それに対して自然音は色々
な波が組み合わされています。
追求すると、音楽でCの音を出すといっても、正確にCのみの音を出せ
ば正弦波のような音になります。複数の音が組み合わさって音質を作
ってCに近い音が多いのがCの音です。Cから外れた音も含まれている
のが一般的です。

それは置いておいて、つまり、波を表現できたら音は記録でき振動
以外で運ぶことが可能になる訳です。その波を表現する方法は幾つか
あります。レコードだったらそれこそ、溝が波そのものです。

弱電で波を運ぶのは電流や電圧ですね。

アナログはそれらの波を連続的に持ったり運んだりしますが、デジタ
ルは、連続ではなくて、1秒間に4万2千個のデータで表現したりする
訳ですね。

なお、携帯電話はデジタルです。電波の回線は細いので、アナログ
データをバンバン流せません。そこで、携帯の中でデジタル化し、
エンコードして圧縮してから、電波に流しています。
昔、NTTがその研究で生み出したのがTwinVQ方式です。これが、一般
の音の圧縮技術に採用され、MPEG-4のAACやMDのATRAC2などに採用さ
れています。

補足

ありがとうございます！！

＞＞波を表現できたら音は記録でき振動以外で運ぶことが可能になる訳です。

波は振幅と振動で表現されるから、この２つの変数の組み合わせを、電圧や電流で表現しているということですね。

具体的には、ある人の声を波形で表したとき、波形の（ｘ１, ｙ３）に該当する音は、（電流○○、電圧○○）で表現されるというこでしょうか。あのケーブルの中を、電流と電圧が変化していると思うとすごいです。

デジタルだったら、それを０と１の組み合わせで表現するのですね。

回答No.5

Werner

> 振幅、周波数という変数を、電気信号の電流、電圧で表現しているということでしょうか。
ちょっと違う。
気圧変化(の振幅・周波数)を電圧変化(の振幅・周波数)で表現している。

> １．電流に振幅や周波数があるのでしょうか。
> ２．電圧に振幅や周波数があるのでしょうか。
もちろんあります。
身近なところでは、家庭用コンセントに来ている100V商用電源が
振幅141V、周波数60Hzの交流でしょう？

補足

「Werner」さん

ありがとうございます。
今回「気圧変化」という新しい言葉がでてきました。私はいままで「声」という表現を漠然と使ってきました。

人が電話機で話すとき、振動板は人の声を気圧の変化として認識するということでしょうか。

回答No.4

Werner

> 音には確か　振幅と周波数で表現されたように思います。
> すると、それらの変数を電気信号でどのように表現するのでしょうか。
> 電流？　電圧？
電流や電圧の振幅や周波数で表現すればいいじゃないですか。

補足

つまり、固定電話は、人の音声の振幅と周波数を電気信号に変換している。

振幅、周波数という変数を、電気信号の電流、電圧で表現しているということでしょうか。

＞＞電流や電圧の振幅や周波数で表現

とありますが、

１．電流に振幅や周波数があるのでしょうか。

２．電圧に振幅や周波数があるのでしょうか。

回答No.3

ts1000

では、なぜ？
人の声や、周りの音が伝わる（聞こえる）のでしょうか？

それと同じことを電気信号に変換して行っているんですよ。

補足

人の声が伝わるのは　→　空気の振動？

音には確か　振幅と周波数で表現されたように思います。

すると、それらの変数を電気信号でどのように表現するのでしょうか。

電流？　電圧？

回答No.2

outerlimit

電話以前に

TVやラジオ放送
CDやDVDについては　疑問に思わないのですか

原理は同じです

補足

疑問に思います！

デジタルだと０、１信号の組み合わせかなと思うのですが、アナログの場合、それが何に該当して、どのように表現されるのでしょうか？

回答No.1

noname#56760

そのとおりです
http://www.kids.gakken.co.jp/110ban/text/pict/1185.html

補足

ありがとうございます。これを読むと、声は最終的に電気の量として伝わるということですが、人の声には、大きさ、音程など、いくつかの要素があります。同じ声の大きさでも、男性と女性では声の高さが違います。これらをどのようにして、電気量として表現するのでしょうか。