为什么直流信号对扬声器不利?

电器工程 直流 扬声器
2022-01-11 06:25:25

我用谷歌搜索并通过一些论坛发现:

DC 具有恒定的幅度,它会过热并破坏扬声器的音圈。

有人可以澄清这个答案是否完整和准确吗?

4个回答

所有电流都会加热扬声器的音圈。但是交流电流对于再现声音很有用(这是扬声器的用途)。

另一方面,直流电流将产生与等效交流电流相同的热量,但它只会产生固定的偏移量(相对于移动锥体来产生声音)。虽然您可以听到交流电流,并且当它“太大声”并且使扬声器失真时您可以听到,但您听不到直流,因此您不知道您的扬声器音圈是否在那里煎炸,直到您看到烟雾.DC电流也使锥体偏离中心,这可能会增加均匀的谐波失真。

由于这些原因,让直流电流进入扬声器音圈绝不是一个好主意。

扬声器上的音圈实际上是一个大电感。它碰巧也能产生声音,但磁场中的线圈使它像一个电感器。

电感器会根据频率改变阻抗。这是因为通过系统的电流的任何变化都必须在线圈中建立磁场。电流振荡得越快,效果就越明显。这导致电感器在高频时具有高阻抗,而在低频时具有低阻抗。

那么在 DC 会发生什么?那么理想电感器在直流时的阻抗为 0。这意味着根本没有电阻!当然,这不是一个理想的电感器。有一束电线,那根电线会提供一些阻力。但是,很容易看到线圈在直流时的电阻将远小于在较高频率时的电阻。

现在大多数放大器都是电压源。它们输出指定的电压,旨在提供足够的电流来维持扬声器阻抗上的电压。因此,如果您的电阻非常低,您将拥有非常高的电流,远高于其他方式可能形成的电流。该电流意味着您的线圈必须散发大量热量!

声音由空气中的压力变化组成。

您可以使用扬声器生成这些压力变化。

扬声器通过来回移动振膜来产生这些压力变化(声波) 。

这个膜片由一个音圈来回移动,音圈由一个“管道”组成,一些导电线缠绕在它上面。

该音圈悬浮在由永磁体提供的磁场中。

如果您正确使用扬声器并且只向其施加交流信号,则音圈会向前移动一段距离,向后移动相同的距离。这是因为您应用的信号的平均值为 0(零),信号的 DC 值为零。平均而言(在一段时间内),音圈的位置位于它的中心点,即“静止”位置,如果您没有向扬声器施加信号,它将处于相同的位置。

现在,如果你施加一个直流信号,就会有一个恒定的力作用在音圈上,不断地将它向前移动一点点,或者(如果你颠倒极性)一点点向后移动。如果您还应用交流信号,扬声器仍然可以工作,但平均而言,它不会处于其中心“静止”位置。

该直流信号会在音圈上感应出恒定的力,但由于有电流流动,它也会将其加热,并且由于音圈的电线具有一定的电阻(通常为 4 或 8 欧姆),因此会消耗一些功率来加热音圈。

另一个副作用是,好的扬声器被设计成音圈可以向前移动一定距离,向后移动类似的距离。如果施加直流电压,则可以抵消此电压,因为音圈可以行进的距离将是不对称的。如果音圈可以向前移动 10 毫米和向后移动 10 毫米,但是您用直流信号将其向前偏移 5 毫米,则音圈只能向前移动 5 毫米和向后移动 15 毫米。这将导致更多的失真和更差的音质。

不,它不完整,也不准确。对于大多数扬声器来说,几十 mV 的直流电压不是问题。

没有输出变压器且没有大容量隔直电容器的放大器在输出端会有一点偏移电压。

如果有太多的直流分量,那么你会在音圈中得到过多的 \$I^2R\$ 加热,只是来自直流(并且线圈的直流电阻低于额定阻抗 - 通常约为 70-80%)。温度升高过多会损坏或毁坏扬声器。总热量将来自声音和直流分量的 RMS 和。