Por que os sinais DC são ruins para os alto-falantes?

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Eu pesquisei e descobri através de algum fórum que:

O DC possui uma amplitude constante que superaquece e destrói a bobina de voz do alto-falante.

Alguém poderia esclarecer se esta resposta é completa e precisa?

Hilton Khadka
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Eles são ainda ruim para alto-falantes quietos ...
leftaroundabout

Respostas:

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A bobina de voz em um alto-falante é efetivamente um grande indutor. Isso também gera som, mas os laços de fio em um campo magnético fazem com que ele atue como um indutor.

Os indutores alteram a impedância em relação à frequência. Isso ocorre porque qualquer alteração na corrente através do sistema deve criar o campo magnético nas bobinas. Quanto mais rápido você oscila a corrente, mais pronunciado é o efeito. Isso faz com que os indutores tenham uma alta impedância em frequências mais altas e uma baixa impedância em baixas frequências.

Então, o que acontece na DC? Bem, a impedância de um indutor ideal na CC é 0. Isso significa que não há resistência! Claro, este não é um indutor ideal. Há um monte de fios, e esse fio fornecerá alguma resistência. No entanto, é trivial ver que a resistência da bobina na CC será muito menor do que em uma frequência mais alta.

Agora a maioria dos amplificadores são fontes de tensão. Eles emitem uma tensão especificada e são projetados para fornecer corrente suficiente para manter essa tensão através da impedância do alto-falante. Assim, se você tiver uma resistência muito baixa, terá uma corrente muito alta, muito maior do que poderia formar. Esta corrente significa que sua bobina precisa dissipar muito calor!

Cort Ammon - Restabelecer Monica
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Assim como um motor elétrico parado atrai muito mais corrente do que um que está girando na velocidade adequada: nenhuma fem de volta é gerada se estiver parada. Poof!
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Presumivelmente, também pode danificar o seu amplificador, pois isso não será projetado para fornecer uma corrente tão alta.
10556 Chris H
Além disso, um alto-falante com CD aplicado pode não estar em movimento, o que prejudica o resfriamento da bobina de voz. Baixa impedância (porque você vê apenas a resistência DC), combinada com um resfriamento fraco (porque a bobina não está se movendo no ar no espaço) pode facilmente igualar o superaquecimento. Além disso, o controlador de domínio introduzirá uma mudança na posição do cone, possivelmente aumentando a distorção, pois é mais provável que a excursão fique sem uma excursão linear em uma direção, geralmente não prejudicial, mas também não é boa para o áudio.
Dan Mills
No entanto, CC não significa que a corrente se mantenha inalterada, pode ser uma onda quadrada de CC, a amplitude está mudando.
eepty
@eepty no contexto da op está olhando, é improvável que esta definição de DC seria usado
Cort Ammon - Reintegrar Monica
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TODAS as correntes aquecerão a bobina de voz de um alto-falante. Mas a corrente CA é útil para reproduzir sons (para o que o alto-falante é feito).

Por outro lado, a corrente CC produzirá a quantidade equivalente de aquecimento como uma corrente CA equivalente, mas não produzirá nada além de um deslocamento fixo (versus mover o cone para dentro e para fora para produzir som). E enquanto você pode ouvir a corrente alternada e ouvir quando está "muito alto" e distorce o alto-falante, você não pode ouvir DC, portanto, você não sabe se a bobina de voz do alto-falante está sentada lá, fritando até ver a fumaça .A corrente DC também influencia o cone fora do centro, o que pode aumentar a distorção harmônica.

Por esses motivos, nunca é uma boa idéia permitir que a corrente CC entre na bobina de voz do alto-falante.

Richard Crowley
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Isso depende de quanto você "pressiona", um pouco ficará bom, mas sempre há um sinal grande o suficiente para danificar o alto-falante.
Bimpelrekkie
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Não existe uma clara correlação 1: 1 entre distorção e aquecimento prejudicial. Existem alguns alto-falantes que distorcerão antes de você atingir um aquecimento perigoso e outros podem começar a superaquecer antes de você ouvir distorção. Mas é provável que seja uma regra razoável que a distorção auditiva de um alto-falante seja provavelmente uma indicação de abuso.
Richard Crowley
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Se você ouvir 'esfregar' ou 'raspar', o cone está danificado ou a bobina de voz queimou devido à sobrecarga CA ou CC. Os amplificadores modernos procuram intencionalmente qualquer conteúdo DC no estágio de saída e tentam cancelá-lo. Caso contrário, eles cortarão o amplificador para proteger os alto-falantes. Amplificadores de baixo custo podem não oferecer essa proteção.
Sparky256
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@RichardCrowley vindo de um usuário de computador, mas não sabe muito sobre eletrônica, estou interessado em distorções e seus efeitos no alto-falante. Isso significa que a reprodução de áudio distorcido (por exemplo, devido ao recorte da fonte de áudio, não por causa do controle de volume) pode danificar o alto-falante? Ou isso não tem relação alguma?
Andrew T.
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@ Andrew.T Não, distorção NÃO significa necessariamente que o alto-falante está sendo sobrecarregado. Na maioria dos casos, a distorção provavelmente está ocorrendo "a montante" em algum lugar e o alto-falante está apenas reproduzindo-a fielmente. A reprodução de áudio "pré-distorcido" não prejudica o alto-falante. Ou haveria muitos alto-falantes de guitarra queimados por aí! :-)
Richard Crowley
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O som consiste em mudanças de pressão no ar.

Você pode gerar essas alterações de pressão usando um alto-falante.

O alto-falante gera essas mudanças de pressão (ondas sonoras) movendo um diafragma para frente e para trás.

Esse diafragma é movido para frente e para trás por uma bobina de voz composta por um "tubo" com algum fio eletricamente condutor enrolado nele.

Essa bobina é suspensa em um campo magnético fornecido por um ímã permanente.

Se você usasse o alto-falante corretamente e aplicasse apenas um sinal CA, a bobina de voz se moveria alguma distância para a frente e a mesma distância para trás. Isso ocorre porque a média do sinal que você está aplicando é 0 (zero), o sinal tem um valor DC de zero. Em média (por um tempo), a posição da bobina de voz está no ponto central, na posição "em repouso", na mesma posição que teria se você não aplicasse nenhum sinal no alto-falante.

Agora, se você aplicar um sinal DC, haverá uma força constante trabalhando na bobina de voz, movendo-a constantemente um pouco para a frente ou (se você reverter a polaridade) um pouco para trás. Se você também aplicasse um sinal CA, o alto-falante continuaria funcionando, mas, em média, não estaria na posição central de "repouso".

Este sinal DC induz uma força constante na bobina de voz, mas também a aquece porque há uma corrente fluindo e, como o fio elétrico da bobina de voiceco tem alguma resistência (4 ou 8 ohms geralmente), alguma energia será dissipada aquecendo a bobina de voz.

Outro efeito colateral é que bons alto-falantes são projetados de modo que a bobina de voz possa se mover uma certa distância para a frente e uma distância semelhante para a traseira. Se você aplicar uma tensão CC, você a compensará, pois a distância que a bobina de voz pode percorrer será assimétrica. Se a bobina de voz puder se mover 10 mm para a frente e 10 mm para trás, mas você a deslocar com um sinal DC em 5 mm para a frente, a bobina de voz poderá se mover apenas 5 mm para a frente e 15 mm para trás. Isso resultará em mais distorção e pior qualidade de som.

Bimpelrekkie
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É possível mover a bobina de voz completamente para fora da brecha e alojá-la lá também, ou bater contra a parte de trás da estrutura com força suficiente para amolecê-la, para que ela se ligue depois disso.
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Não, não está completo e não é preciso. Algumas dezenas de mV de CC não são um problema para a maioria dos alto-falantes.

Os amplificadores com saída sem transformador e sem capacitores de bloqueio volumosos terão um pouco de tensão de offset na saída.

Se houver muito componente DC, você ficará excessivoEu2Raquecimento na bobina de voz apenas a partir da CC (e a resistência CC da bobina é menor que a impedância nominal - geralmente cerca de 70-80%). O aumento excessivo da temperatura pode danificar ou destruir o alto-falante. A quantidade total de aquecimento será da soma RMS do som e dos componentes DC.

Spehro Pefhany
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Há uma omissão significativa na declaração referenciada. Deve ser "... o que pode superaquecer ..."
Tudo depende da energia CC aplicada versus a capacidade de manipulação de energia do alto-falante. Mas mesmo que o alto-falante possa lidar com o controlador de domínio, não faz absolutamente sentido aplicá-lo. Os alto-falantes são projetados para reproduzir som e o DC produz apenas "ruído" quando é aplicado pela primeira vez.

Guill
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Comparado a um sinal CA com a mesma amplitude pico a pico da tensão do sinal CC, um sinal CC tem mais potência (se você está se perguntando, esse é o significado das tensões RMS ao trabalhar com sinais CA - a tensão RMS de sinal AC é a tensão de um sinal DC com potência igual). Como os sinais DC têm mais energia, mais energia será dissipada na bobina do alto-falante, o que pode causar superaquecimento.

Outra maneira de analisar isso é considerando o ciclo de trabalho de um sinal CA e o fato de o sinal CA não permanecer na amplitude de pico o tempo todo, portanto, a bobina do alto-falante tem a chance de "esfriar" entre os picos no sinal e não superaquece, enquanto um sinal DC permanece na mesma voltagem o tempo todo, para que a bobina não "esfrie" e o calor se acumule até que a bobina superaqueça.

Os sinais DC também afetam o movimento do cone do alto-falante, o que pode resultar na redução da qualidade do áudio, embora isso não danifique o alto-falante.

Micheal Johnson
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Isso é completamente irrelevante.
mastro
@ Principalmente, isso não é irrelevante, porque explica que os sinais DC têm mais potência que os sinais CA, o que é uma das principais causas de danos nos alto-falantes devido aos sinais DC.
Micheal Johnson
É energia estranha, energia sendo desperdiçada por definição, porque não se traduz em movimento. Então, sim, ele adiciona calor, assim como adiciona qualquer forma de energia inútil. Isso não tem nada a ver com ser DC, tem tudo a ver com não ser AC.
mastro
@ Master "não AC" e "DC" são a mesma coisa.
Micheal Johnson