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原理是动力带动表面有小凸起的音筒匀速转动，当凸起经过音板音条时会拨动簧片（先将其慢慢抬起，然后突然放下）使簧片按设定的振动频率振动而发出设定的声音。八音盒的音板部分是在一块弹性钢板上切割长短一致，但是厚薄粗细不等的细条做成的（厚薄粗细按设定振动频率不等）。音筒上的一个凸点相当于是乐谱上一个音符。一个音筒按有规律设定的凸点，音筒转动，凸点从音板边缘划过，由于凸点的不同，使发音不同，再加上阻尼的作用，使音筒做匀速转动，一周转下来一般普通机芯在8-17秒之间，这就足以把一首曲子的高潮部分表达出来；当然高端的音乐盒一般在30秒-8分钟之间循环。
1796年，瑞士人安托·法布尔开发了圆筒型八音盒，这是世界上最古老的八音盒。据悉，这个世界上最古老的八音盒为日本“京都岚山八音盒博物馆”所藏，仅在上海公开展示1年。诞生于1796年的八音盒如此小巧，仅10厘米左右的高度。它由钟表匠安托·法布尔发明制作，其实是一只非常实用、豪华的纯金图章，只是在其底部内藏八音盒。当人们转动图章上部的环上发条，台座上的开关便开始演奏。安托·法布尔的发明是利用“圆筒装置和调好旋律的金属梳齿通过金属片弹拨来演奏音乐的”。