还在扯极性,看来有必要讲讲扬声器/耳机的极性问题。
首先,不论扬声器还是耳机,这里不考虑整合有源器件的情况,仅就扬声器/耳机本身,其工作条件是纯交流,决不是什么“脉动直流”。8楼帖在概念上全错,注意是全错!
某些廉价数字耳放,为了极端节省成本,未用低通滤波器,而是利用耳机振膜的机械惯性来等效实现低通,加载在耳机上的波形用示波器对地去看的话,确实是一串“直流脉冲”,但这类耳放电路都是桥式输出,耳机并非接地,故没有直流分量。如果耳机接地的话,必须加隔直电容。也就是说,即使是最廉价的数字耳放,耳机仍工作在纯交流下,不存在直流偏置。
重要的概念——所有扬声器、耳机的纸盆/振膜必须工作在以静态即不加电时的位置为中心,前后等幅运动的状态下,不存在单向只向前或向后的运动状态。如果前后位移量不同,带来的结果就是明显的失真。8楼说的低音扬声器的纸盆向外运动其实是一种视觉错觉以及某些扬声器工艺限制导致的振膜系统前后运动阻尼系数不同共同导致的,后者在高端音箱的低音单元上就不会出现。
那为什么扬声器要有极性?答案涉及到两个方面,最重要的一个是为了统一声波的相位。多扬声器系统发出的声波必须同相,否则会在空间叠加干扰,而刻意利用这一现象就是所谓的“主动降噪”。另一个原因是为了在特殊工况下保护扬声器的结构。先说一下扬声器极性的定义:给扬声器施加一个直流电流,如果纸盆向外运动,与直流电源正极相连的音圈引线端即为正极。过去,最常用的音频功放是OTL电路,其特点是输出端与扬声器间串联有一个隔直耦合电容,其容量往往很大。在OTL电路上电暂态期间,隔直电容会被充电至1/2Vcc,这个过程就是对扬声器施加纯直流的过程,纸盆将单向运动,这就是开机冲击声的来源。观察扬声器的结构可知,纸盆运动的范围是有限的,尤其是向内运动时音圈承托结构很可能会在过大位移时撞击到坚硬的结构件上(术语叫“碰底”),经常撞击会导致音圈承托结构磨损进而导致扬声器报废,所以上电暂态时规定扬声器纸盆必须向外运动。顺便一说,这个暂态过程也是导致观察者对扬声器纸盆运动方向发生错觉的根本原因。
如果不存在上电暂态的直流冲击是不是可以不在意扬声器的极性呢?多扬声器系统只要保证声波同相就可以不在意,而单扬声器系统则完全可以不在意。现代功放的主流是桥式D类放大器,没有隔离电容。
最后说一下耳机。
不考虑特殊的多音圈耳机,仅就常规单音圈耳机而言,极性无所谓,因为耳机与扬声器不同,耳机事实上工作在单一状态,两只耳机间不会发生互扰。正是因此,我在7楼说——哪怕两个耳机的相位相反也决不会对使用有丝毫影响。那如果耳机是用OTL电路驱动呢?那也无所谓,因为耳机的音圈很轻,振膜尺寸很小,运动位移量也很小,即使上电暂态被施加直流也不会导致碰底磨损。
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