Acidentalmente downmixed stereo para mono, por que isso funciona?

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Eu tenho um amplificador de áudio Bluetooth chinês barato como este:

insira a descrição da imagem aqui

Possui quatro terminais de parafuso para as conexões dos alto-falantes, ou seja, L +, L-, R + e R-. Acidentalmente, conectei um único alto-falante a L + e R- e fiquei surpreso ao descobrir que podia ouvir o canal esquerdo e direito sobre o alto-falante único. Decidi experimentar e descobri que, se você conectar o alto-falante da maneira correta (para L- e L +, ou para R- e R +), apenas o canal único será reproduzido, mas se você conectado L + e R- ou R + e L-, seria "downmix" ambos os canais estéreo para um único canal e reproduzi-los no mesmo alto-falante.

Eu tenho tentado entender como isso funciona, mas não consigo descobrir. A placa é mais sofisticada do que eu esperava e produz mono quando não descobre carga nos diferentes terminais ou há algo mais acontecendo?

Bas
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6
Quase todo amplificador estéreo possui amplificadores esquerdo e direito alimentados por uma fonte de alimentação CC comum a ambos . Assim, você pode ter um caminho completo da corrente, digamos, fonte de alimentação "+", através do amplificador esquerdo, do alto-falante para o amplificador direito e de volta à fonte de alimentação "-". O que você ouve depende muito de como o aparelho de som foi mixado pelo produtor.
glen_geek
4
O mesmo acontece se você conectar um conector macho estéreo a um conector fêmea mono (depende do design real do plugue). O engraçado é que, como um canal é invertido, todos os sinais iguais em ambos os canais são cancelados. Como o vocalista geralmente está posicionado no centro, essa é uma maneira barata de karaokê.
koalo

Respostas:

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Isso pode ser mais fácil de entender se você observar as formas de onda.

Em um amplificador push-pull ou bridge, as duas linhas são acionadas conforme mostrado abaixo. insira a descrição da imagem aqui insira a descrição da imagem aqui

eu-eu+

R-R+

A diferença entre as tensões +/- é que excita os alto-falantes.

Agora, se você conectar Opostos a um alto-falante, a diferença no sinal se tornará a mistura dos dois sinais. Hey-Presto .. você tem um sistema mono.

Reu+eu-

eu+R+eu+R+

Trevor_G
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6
O que essa imagem foi gerada usando?
Milney
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Excelente resposta, obrigado pelo esclarecimento. Eu assumi - sempre seria 0 volts, não tinha ideia de que eles eram o inverso de +, então isso me tropeçou.
Bas
1
@ Depende do design do amplificador. Os amplificadores de potência geralmente usam a configuração push-pull , que é a que esta resposta descreve.
precisa saber é o seguinte
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"push pull" refere-se ao uso de dois transitores para acionar uma saída. O uso de duas saídas para acionar um alto-falante é chamado de "ponte".
Peter Green
1
Ingressou nesta comunidade para votar esta resposta, bom trabalho!
precisa saber é o seguinte
7

Sim, isso vai acontecer. Conectar um alto-falante à esquerda + e à direita - reproduzirá uma versão mono do sinal estéreo. Afinal, se você usou um mixer para adicionar esquerda e direita, fica mono, mas, com um alto-falante, você não pode simplesmente conectar a esquerda e a direita porque criará um curto quando houver um sinal esquerdo e não um sinal direito.

Por outro lado, se você alimentasse o alto-falante esquerdo + e direito +, não obteria parte da música centralizada no campo de audição e isso significaria que graves e (geralmente) os vocais seriam severamente atenuados.

Portanto, usar a esquerda + e a direita no alto-falante significa que você fica totalmente mono com um viés sônico em relação aos sinais que estão diretamente no centro.

Como a placa usa amplificadores em ponte para os alto-falantes, você recebe sinais polarizados opostos para cada canal, ou seja, recebe um + esquerdo e um esquerdo- e recebe um + e direito-. Se este fosse um amplificador convencional de ponta única, você não teria acesso aos sinais polarizados opostos, já que cada retorno de alto-falante seria 0 volts.

Andy aka
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5
Nos anos setenta, as pessoas costumavam criar uma versão primitiva do som surround colocando os alto-falantes entre as saídas esquerda + e direita +, adicionando um grau de profundidade a qualquer som que estivesse fora do centro. Em seguida, um som surround adequado veio :)
Finbarr
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A razão pela qual isso funciona é porque o seu amplificador usa uma configuração de unidade "bridge".

Tradicionalmente, os amplificadores amarram o lado "-" do alto-falante ao terra e movem o lado "+". Isso funciona bem, mas precisa de uma fonte de alimentação de trilho dividido ou de um capacitor de saída volumoso e caro. Com esse amplificador, não importa qual terminal "-" você use, o sinal entregue ao alto-falante dependerá apenas do terminal "+".

Com uma configuração de "ponte", os dois lados do alto-falante são acionados com formas de onda inversas. Isso permite uma saída de energia mais alta para uma determinada tensão de alimentação total e evita a necessidade de uma fonte de alimentação de trilho dividido (você ainda precisa criar uma referência com meia tensão de alimentação, mas essa referência não precisa carregar nenhuma corrente significativa). A desvantagem é que isso significa que a placa precisa de quatro amplificadores de potência em vez de dois, mas os chips de amplificador de potência são bastante baratos atualmente.

Portanto, quando você conecta seu alto-falante a R + e L-, o lado "+" do alto-falante é alimentado com um sinal direito não invertido, enquanto o lado "-" recebe um sinal esquerdo invertido e a tensão geral no alto-falante termina como um "downmix" dos dois canais.

Espero que a queda no custo dos semicondutores em comparação com todo o resto, juntamente com a mudança dos principais transformadores de frequência para os conversores flyback para fontes de alimentação, tenha mudado o equilíbrio de custos em favor dos amplificadores em ponte.

Peter Green
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