Ist die einzige Möglichkeit, einen Lautsprecher mit einer positiven und negativen Schiene anzutreiben?

Ich habe nicht viel Erfahrung mit Audio, aber ich vermute, dass ein Lautsprecher eine positive und eine negative Spannung benötigt, um zu funktionieren.

Ein Lautsprecher ist (normalerweise) ein Gerät mit zwei Anschlüssen, sodass lediglich eine Spannung zwischen den Anschlüssen erforderlich ist.

Was Sie unbedingt tun möchten, ist, jede konstante Spannung zu eliminieren; Sie möchten nur Wechselspannung an den Lautsprecheranschlüssen.

So können Sie beispielsweise einen Einzelversorgungsverstärker mit einem geeigneten Kondensator an den Lautsprecher koppeln . Zum Beispiel:

Zusammenfassend braucht man keine bipolaren Netzteile, muss aber darauf achten, den DC-Anteil zB über einen Koppelkondensator vom Ausgang zu entfernen.

Wie kann ein Entkopplungskondensator eine Spannung unter 0 V erzeugen?

Im Ruhezustand (kein Signal) liegt am Koppelkondensator eine Spannung an. Nehmen Sie zur Konkretisierung an, dass Sie eine einzelne +5-V-Stromversorgung verwenden und dass die Spannung am Ausgang des Verstärkers +2,5 V beträgt, wenn kein Signal vorhanden ist.

Der Koppelkondensator lädt sich beim Einschalten des Verstärkers auf diese Spannung auf, so dass die Spannung am Lautsprecher 0 V beträgt.

Wenn wir nun annehmen, dass die Kapazität groß genug ist, so dass die interessierenden sinusförmigen Signale den Kondensator nicht signifikant laden oder entladen, ist die Spannung über dem Kopplungskondensator effektiv konstant .

Wenn also der Ausgang des Verstärkers auf beispielsweise +1 V "ausschwingt", ist die Spannung am Lautsprecher:

Mit anderen Worten, die Ruhespannung am Koppelkondensator wird von der Ausgangsspannung des Verstärkers subtrahiert , um die Spannung am Lautsprecher zu finden.

Unter den obigen Annahmen verhält sich der Kondensator wie eine 2,5-V- Batterie und dies ist die Quelle der negativen Spannung.

Ja, Lautsprecher funktionieren am besten, wenn das Signal, mit dem sie betrieben werden, keine DC-Komponente enthält. Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Lautsprecher über eine einzige Versorgung zu betreiben:

1. Für kleine Strömungen tun Sie es einfach trotzdem. Sie haben nur eine 5-V-Versorgung, sodass das Platzieren des Lautsprechers zwischen einem Transistor und der Versorgung für einen einfachen Test oder ein Homebrew-Projekt in Ordnung ist. Für einen typischen 8-Ω-Lautsprecher haben Sie einige 100 mA Ruhestrom. Das ist nicht toll, aber für ein schnelles einmaliges Experiment wird es funktionieren.

2. Schalten Sie einen Kondensator in Reihe mit dem Lautsprecher. Sie benötigen einen Ausgang mit niedriger Impedanz, der in beide Richtungen treiben kann. Es sollte in der Mitte der Versorgung sitzen und in der Lage sein, den größten Teil des Weges zu den Versorgungs- und Erdungsschienen zu schwingen. Der Lautsprecher ist zwischen diesem Punkt und Masse mit einem Kondensator in Reihe geschaltet.

   Das große Problem dabei ist, dass die Kappe ziemlich groß sein muss. Um 8 Ω bei 20 Hz zu erhalten, sind 1 mF erforderlich. Das ist machbar. Für so etwas interessiert Sie HiFi wahrscheinlich nicht, also können Sie die Niederfrequenzanforderung lockern und mit einem kleineren Kondensator davonkommen. Beachten Sie, dass die Kappe elektrolytisch sein kann, da die Spannung immer nur eine Polarität hat.

3. Verwenden Sie einen Transformator. Für diesen Zweck gibt es Audiotransformatoren. Sie haben genug magnetische Kopffreiheit im Kern, um einen gewissen Bias-Strom zu tolerieren und dennoch in der Lage zu sein, in beide Richtungen genügend Schwung zu liefern. Der Ausgang des Transformators ist von Natur aus Wechselstrom, der dann zum Ansteuern des Lautsprechers verwendet wird.

   Ein Nebenvorteil dieses Schemas ist, dass Sie eine Impedanzumwandlung kostenlos erhalten. Sie müssen keinen 1: 1-Transformator verwenden, sodass die Impedanz, die der Verstärker (in die Primärwicklung des Transformators) treiben muss, nicht die Impedanz des Lautsprechers sein muss.

4. Verwenden Sie einen Brückenausgang. Dies sind zwei Leistungsverstärker, zwischen denen das Signal invertiert wird. Einer treibt eine Seite des Lautsprechers hoch, während der andere die andere Seite des Lautsprechers gleichzeitig um den gleichen Betrag tief treibt. Diese Methode hat den zusätzlichen Vorteil, dass derselbe Lautsprecher die vierfache Leistungsfähigkeit hat. Dies ist einer der Gründe, warum diese Methode in Niederspannungssystemen üblich ist.

   Mit einem Single-Ended-Ausgang und einer 5-V-Versorgung kann der Lautsprecher höchstens mit ±2,5 V betrieben werden, was 1,8 V RMS entspricht. Das an 8 Ω sind nur 390 mW. Mit einem Brückenausgang kann der Lautsprecher mit ±5 V betrieben werden, was 3,5 V RMS entspricht, was 1,6 W an denselben 8-Ω-Lautsprecher liefern kann.

Sie haben Recht, dass es normalerweise keine gute Idee ist, DC an einen Lautsprecher anzulegen. Sie können jedoch die Notwendigkeit einer negativen Versorgung vermeiden, indem Sie einen Transformator verwenden, um den Ausgang Ihres Verstärkers mit dem Lautsprecher zu koppeln. Der Transformator ermöglicht auch eine maximale Leistungsübertragung, indem er die Lautsprecherimpedanz an den Verstärker anpasst.

Im Allgemeinen sind die verschiedenen Antworten hier ziemlich richtig. Das Nullspannungsproblem bei einem Lautsprecher ist mechanischer Natur – der Kegel ist so konstruiert, dass er sich innerhalb des Magneten sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegt, und das Anlegen nur einer positiven Spannung halbiert die verfügbare Bewegung und drückt den Rest in ein Band mit hohem mechanischem Widerstand als Kegel nähert sich entweder seiner Dehnungsgrenze nach vorne oder trifft den Magneten dahinter, je nachdem, wie Sie ihn anschließen.

Sie bauen jedoch eindeutig kein HiFi-Heimkino und bereiten sich nicht auf das nächste Spinal Tap-Konzert vor - 5-Volt-Verstärker gehen nicht auf 11. Also würde ich einfach einen praktischen (und optionalen) Kondensator einwerfen und den Lautsprecher überlasten. Bei 5 V wird fast jeder Lautsprecher in Ihrem nächsten Katalog entweder weit über dem liegen, was Sie brauchen, oder billig genug, dass es Ihnen egal ist.