휴대전화에서 목소리를 듣는 건 어떤 원리인가요?

Question

회사든 휴대전화를 사용하던 문득 전기신호가 소리로 바뀌어서 우리가 들을수 있는 소리로 바뀌어서 들을수 있다는게 참신기 한거 같아요 이검 어떤 과학적 원리 인지 알려주세요!

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

수화기나 송화기에는 진동에너지를 전기에너지로 바꾸는 마이크나 전기에너지를 진동에너지로 바꾸는 스피커가 달려있습니다.

해당 소자는 기계적인 떨림이 일어나면 전기에너지를 생산하는 특수재료가 사용됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

휴대전화에서 목소리를 듣는 것은 전화 통화 과정에서 일어납니다. 전화 통화는 음성 신호를 전자 신호로 변환하여 송신하고, 수신측에서는 전자 신호를 다시 음성 신호로 변환하여 듣는 과정을 거치게 됩니다.

일반적으로 전화 통화는 전화기나 휴대전화의 마이크로폰에서 입력된 음성 신호를 아날로그 신호로 변환하여 전화선을 통해 상대방에게 전달합니다. 이후 상대방의 전화기나 휴대전화에서는 전화선에서 수신된 아날로그 신호를 다시 디지털 신호로 변환하고, 스피커를 통해 출력하여 소리를 듣게 됩니다.

이 과정에서 음성 신호는 여러 가지 기술적인 처리를 거칩니다. 예를 들어, 음성 신호는 디지털 신호로 변환되기 전에 일정한 주파수 대역으로 필터링 됩니다. 이를 통해 고주파 또는 저주파의 잡음이 제거되며, 음성 신호의 클리어한 소리를 전달할 수 있습니다.

또한, 전화 통화에서는 압축 기술이 사용됩니다. 음성 신호는 대개 압축되어 전송됩니다. 이를 통해 대역폭을 줄이고, 통화를 더욱 효율적으로 처리할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

송화기에 대고 말을 하면 내부의 자석이 음성을 전기 신호로 바꿔 통신망을 통해 상대의 수화기에 전달됩니다.

그럼 상대의 수화기는 전달받은 전기 신호를 다시 음성으로 변환시켜 들려주게 됩니다.

통신망과 휴대전화의 연결은 휴대전화의 정보가 기지국을 거쳐서 상대방이 있는 곳을 담당하는 기지국으로 이동한 다음, 그 기지국에서 상대 휴대전화로 해당 전파를 쏘아 주고, 각 기지국에 설치된 안테나를 통해 통신 전파를 주고받게 됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

휴대전화에서 목소리를 듣는 과학적 원리는 전자기파입니다. 전자기파는 전기와 자기의 성질을 모두 가지고 있는 파동입니다. 전자기파는 전기장을 통해 전달되며, 전기장의 진동이 소리의 진동으로 변환됩니다.

휴대전화는 마이크를 통해 목소리를 전기 신호로 바꾸고, 이 전기 신호를 전자기파로 변환하여 송신합니다. 휴대전화의 송신기는 전자기파를 공기를 통해 전달합니다. 휴대전화의 수신기는 공기를 통해 전달된 전자기파를 전기 신호로 변환하고, 이 전기 신호를 스피커를 통해 소리로 변환합니다.

Answer 5

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

전기신호가 소리로 변환되어 들을 수 있다는 개념은 일반적으로 전기신호의 주파수를 변환하고, 이를 인간이 들을 수 있는 소리의 주파수 범위로 조절하는 방식을 통해 이루어집니다. 이러한 원리를 통해 소리로 전달되는 전기 신호는 주로 "음성 합성"이라고 불리는 기술을 통해 생성됩니다.

음성 합성은 기계가 인간의 음성을 모방하거나 생성하는 기술로, 주어진 텍스트를 인간이 인식할 수 있는 소리로 변환하는 과정을 말합니다. 이를 위해 주로 다음과 같은 단계가 수행됩니다:

1. 텍스트 처리: 입력된 텍스트나 정보를 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 처리합니다.

2. 음성 신호 생성: 처리된 텍스트를 바탕으로 음성을 생성하는 합성 엔진을 사용합니다. 이 합성 엔진은 텍스트의 의미를 분석하고, 그에 따라 음성을 생성합니다.

3. 주파수 변환: 생성된 음성 신호는 전기 신호로 표현됩니다. 이때 주파수 변환을 통해 음성의 주파수를 인간이 들을 수 있는 주파수 범위로 조절합니다.

4. 재생: 조절된 전기 신호는 스피커 등을 통해 소리로 재생됩니다.

이와 같은 원리로 인간의 음성을 합성하거나, 기존 음성을 변환하여 다양한 응용분야에서 사용되고 있습니다. 예를 들어 음성 합성은 보이스 AI, 음성 안내 시스템, 음성 뉴스 리더 등에서 활용됩니다. 이 과정에서 주파수 변환은 인간의 청각 범위에 맞게 조절되므로, 전기신호가 우리가 들을 수 있는 소리로 변환되는 것을 가능하게 합니다.