Dlaczego sygnały DC są złe dla głośników?

19

Poszukałem google i dowiedziałem się przez forum, że:

DC ma stałą amplitudę, która przegrzewa się i niszczy cewkę głosową głośnika.

Czy ktoś mógłby wyjaśnić, czy ta odpowiedź jest kompletna i dokładna?

Hilton Khadka
źródło
7
Są nawet złe dla cichych głośników ...
lewo około

Odpowiedzi:

31

Cewka głosowa na głośniku jest w rzeczywistości dużym induktorem. Zdarza się również generować dźwięk, ale pętle drutu w polu magnetycznym sprawiają, że działa on jak cewka indukcyjna.

Cewki indukcyjne zmieniają impedancję względem częstotliwości. Wynika to z faktu, że każda zmiana prądu w układzie musi wytwarzać pole magnetyczne w cewkach. Im szybciej oscylujesz prąd, tym wyraźniejszy jest efekt. Powoduje to, że cewki indukcyjne mają wysoką impedancję przy wyższych częstotliwościach i niską impedancję przy niskich częstotliwościach.

Co się dzieje w DC? Cóż, impedancja idealnego induktora przy DC wynosi 0. To oznacza brak oporności! Oczywiście nie jest to idealny induktor. Jest wiązka drutu i drut ten zapewni pewien opór. Jednak banalne jest stwierdzenie, że rezystancja cewki przy DC będzie znacznie mniejsza niż przy wyższej częstotliwości.

Teraz większość wzmacniaczy to źródła napięcia. Wyprowadzają określone napięcie i są zaprojektowane tak, aby zapewnić wystarczający prąd, aby utrzymać to napięcie na impedancji głośnika. Zatem, jeśli masz bardzo niską rezystancję, będziesz miał bardzo wysoki prąd, znacznie wyższy, niż mógłby się w innym przypadku wytworzyć. Ten prąd oznacza, że ​​cewka musi rozpraszać dużo ciepła!

Cort Ammon - Przywróć Monikę
źródło
5
W pewnym sensie, jak utknięty silnik elektryczny pobiera znacznie więcej prądu niż ten, który obraca się z odpowiednią prędkością: jeśli nie zostanie zablokowany, nie zostanie wygenerowany tylny emf. Puf!
1
Przypuszczalnie może to również uszkodzić twój wzmacniacz, ponieważ nie będzie on zaprojektowany tak, aby dawać tak wysoki prąd.
Chris H
Ponadto głośnik z przyłożonym prądem stałym może nie poruszać się, co szkodzi chłodzeniu cewki głosowej. Niska impedancja (ponieważ widzisz tylko rezystancję DC) w połączeniu ze słabym chłodzeniem (ponieważ cewka nie porusza się w powietrzu w szczelinie) może łatwo równać się przegrzaniu. Ponadto DC wprowadzi przesunięcie w pozycji stożka, prawdopodobnie zwiększając zniekształcenie, ponieważ bardziej prawdopodobne jest, że skończy się liniowe wychylenie w jednym kierunku, zwykle nie uszkadzające, ale też nie dobre dla dźwięku.
Dan Mills,
Jednak DC nie oznacza, że ​​prąd pozostaje niezmieniony, może to być fala prostokątna DC, amplituda się zmienia.
eepty
@eepty w kontekście, na który patrzy operacja, jest mało prawdopodobne, aby ta definicja DC została użyta
Cort Ammon - Przywróć Monikę
48

CAŁY prąd podgrzeje cewkę głosową głośnika. Ale prąd przemienny jest przydatny do odtwarzania dźwięków (do czego jest przeznaczony głośnik).

Z drugiej strony prąd stały wytworzy równoważną ilość ciepła jako równoważny prąd przemienny, ale nie wytworzy nic poza stałym przesunięciem (w porównaniu do przemieszczania stożka do środka i na zewnątrz w celu wytworzenia dźwięku). I chociaż słyszysz prąd przemienny i słyszysz, gdy jest on „zbyt głośny” i zniekształca głośnik, nie słyszysz prądu stałego, więc nie wiesz, czy cewka głośnika siedzi tam i smaży się, dopóki nie zobaczysz dymu . Również prąd stały powoduje odchylenie stożka od środka, co może zwiększyć nawet zniekształcenie harmoniczne.

Z tych powodów nigdy nie jest dobrym pomysłem, aby prąd stały wpadał do cewki głośnika.

Richard Crowley
źródło
1
To zależy od tego, jak bardzo „naciskasz”, trochę będzie OK, ale zawsze jest sygnał wystarczająco duży, aby uszkodzić głośnik.
Bimpelrekkie
3
Nie ma wyraźnej korelacji 1: 1 między zniekształceniem a szkodliwym ogrzewaniem. Niektóre głośniki zniekształcają się przed osiągnięciem niebezpiecznego nagrzewania, a niektóre głośniki mogą zacząć się przegrzewać, zanim usłyszysz zniekształcenie. Jest jednak prawdopodobnie rozsądną zasadą, że zniekształcenie słuchu przez mówcę jest prawdopodobnie oznaką nadużycia.
Richard Crowley,
1
Jeśli usłyszysz dźwięk „pocierania” lub „zgarniania”, stożek jest uszkodzony lub cewka drgła z powodu przeciążenia prądu przemiennego lub stałego. Nowoczesne wzmacniacze celowo sprawdzają zawartość prądu stałego na etapie wyjściowym i próbują ją anulować. W przeciwnym razie odetną wzmacniacz, aby chronić głośniki. Niedrogie wzmacniacze mogą nie zapewniać takiej ochrony.
Sparky256
1
@RichardCrowley pochodzi od użytkownika komputera, ale niewiele wie o elektronice, interesują mnie zniekształcenia i ich wpływ na głośnik. Czy to oznacza, że ​​odtwarzanie zniekształconego dźwięku (np. Z powodu obcięcia źródła dźwięku, a nie z powodu regulacji głośności) może uszkodzić głośnik? Czy to w ogóle nie ma związku?
Andrew T.,
5
@ Andrew.T Nie, zniekształcenie niekoniecznie oznacza, że ​​głośnik jest przeciążony. W większości przypadków zniekształcenie prawdopodobnie dzieje się gdzieś „pod prąd”, a głośnik wiernie je odtwarza. Odtwarzanie „wstępnie zniekształconego” dźwięku nie powoduje uszkodzenia głośnika. Lub byłoby tam wiele wypalonych głośników gitarowych! :-)
Richard Crowley,
13

Dźwięk składa się ze zmian ciśnienia w powietrzu.

Te zmiany ciśnienia można wygenerować za pomocą głośnika.

Głośnik generuje te zmiany ciśnienia (fale dźwiękowe), przesuwając membranę w przód iw tył.

Membrana jest poruszana tam iz powrotem przez cewkę głosową składającą się z „rury” z nawiniętym na nią drutem przewodzącym elektrycznie.

Ta cewka głosowa jest zawieszona w polu magnetycznym zapewnianym przez magnes stały.

Jeśli użyjesz głośnika prawidłowo i przyłożymy do niego tylko sygnał prądu przemiennego, cewka drgająca przesunę się o pewną odległość do przodu i taką samą odległość do tyłu. Wynika to z faktu, że średnia zastosowanego sygnału wynosi 0 (zero), sygnał ma wartość DC równą zero. Średnio (przez pewien czas) pozycja cewki głosowej znajduje się w jej punkcie środkowym, w pozycji „spoczynkowej”, w tej samej pozycji, którą miałaby, gdyby nie przyłożyć żadnych sygnałów do głośnika.

Teraz, jeśli zastosujesz sygnał prądu stałego, na cewkę głosową będzie działała stała siła, która przesunie go nieco do przodu lub (jeśli odwrócisz polaryzację) do tyłu. Jeśli zastosujesz również sygnał prądu przemiennego, głośnik nadal będzie działał, ale średnio nie będzie w środkowej pozycji „spoczynkowej”.

Ten sygnał prądu stałego indukuje stałą siłę na cewkę głosową, ale także ją nagrzewa, ponieważ płynie prąd, a ponieważ drut elektryczny cewki głosowej ma pewien opór (zwykle 4 lub 8 omów), pewna część mocy zostanie rozproszona, ogrzewając cewkę głosową.

Innym efektem ubocznym jest to, że dobre głośniki są zaprojektowane tak, że cewka drgająca może przesunąć się na określoną odległość do przodu i podobną odległość do tyłu. Jeśli przyłożysz napięcie prądu stałego, to zrównoważysz to, ponieważ odległość, jaką może pokonać cewka, będzie asymetryczna. Jeśli cewka drgająca może przesunąć się o 10 mm do przodu i 10 mm do tyłu, ale zostanie przesunięty za pomocą sygnału prądu stałego o 5 mm do przodu, cewka może przesunąć się tylko o 5 mm do przodu i 15 mm do tyłu. Spowoduje to więcej zniekształceń i gorszą jakość dźwięku.

Bimpelrekkie
źródło
Możliwe jest całkowite wysunięcie cewki głosowej ze szczeliny i umieszczenie jej tam, lub uderzenie jej w tylną część konstrukcji na tyle mocno, aby ją wgniatać, aby następnie się połączyła.
1

Nie, nie jest kompletny i nie jest dokładny. Kilkadziesiąt mV prądu stałego nie stanowi problemu dla większości głośników.

Wzmacniacze, które są wyjściowe beztransformatorowe i pozbawione dużych kondensatorów blokujących, będą miały nieco przesunięte napięcie na wyjściu.

ja2)R

Spehro Pefhany
źródło
0

Występuje znaczące pominięcie w przywołanej instrukcji. Powinno to być „... które może się przegrzać ...”
Wszystko zależy od zastosowanej mocy prądu stałego w porównaniu do możliwości przenoszenia mocy przez głośnik. Ale nawet jeśli głośnik poradzi sobie z prądem stałym, absolutnie nie ma sensu go stosować. Głośniki są zaprojektowane do odtwarzania dźwięku, a prąd stały wytwarza „szum” tylko przy pierwszym zastosowaniu.

Guill
źródło
-1

W porównaniu do sygnału prądu przemiennego o tej samej amplitudzie szczytowej co napięcie prądu stałego, sygnał prądu stałego ma większą moc (jeśli się zastanawiasz, to jest znaczenie napięć RMS podczas pracy z sygnałami prądu przemiennego - napięcie RMS sygnał prądu przemiennego to napięcie sygnału prądu stałego o jednakowej mocy). Ponieważ sygnały prądu stałego mają więcej mocy, więcej mocy zostanie rozproszone w cewce głośnika, co może spowodować jego przegrzanie.

Innym sposobem spojrzenia na to jest rozważenie cyklu pracy sygnału prądu przemiennego i faktu, że sygnał prądu przemiennego nie pozostaje cały czas w szczytowej amplitudzie, dlatego cewka głośnika ma szansę „ochłodzić się” między szczytami w sygnale i nie przegrzewa się, podczas gdy sygnał prądu stałego pozostaje cały czas na tym samym napięciu, więc cewka nie „ochładza się”, a zatem ciepło gromadzi się, aż cewka się przegrzeje.

Sygnały prądu stałego również wpływają na ruch stożka głośnika, co może skutkować obniżeniem jakości dźwięku, chociaż nie powoduje to uszkodzenia głośnika.

Micheal Johnson
źródło
Jest to całkowicie nieistotne.
Maszt
@Mast nie jest to bez znaczenia, ponieważ wyjaśnia, że ​​sygnały prądu stałego mają większą moc niż sygnały prądu przemiennego, co jest główną przyczyną uszkodzenia głośników przez sygnały prądu stałego.
Micheal Johnson
Jest to energia zewnętrzna, która z definicji jest marnowana, ponieważ nie przekłada się na ruch. Tak, dodaje ciepło, podobnie jak dodawanie do niego jakiejkolwiek formy niepotrzebnej energii. To nie ma nic wspólnego z tym, że jest DC, ma wszystko wspólnego z tym, że nie jest AC.
Maszt
@Mast „not AC” i „DC” to to samo.
Micheal Johnson