DC信号がスピーカーに悪いのはなぜですか？

私はグーグルで調べて、いくつかのフォーラムで次のことを見つけました。

DCの振幅は一定で、スピーカーのボイスコイルが過熱して破壊されます。

この答えが完全で正確かどうかを誰かが明確にできますか？

スピーカーのボイスコイルは、事実上大きなインダクターです。たまたま音も発生しますが、磁場中のワイヤのループにより、インダクタのように動作します。

インダクタは周波数に対してインピーダンスを変化させます。これは、システムを流れる電流が変化すると、コイルに磁場が形成されるためです。電流を速く振動させるほど、効果が顕著になります。これにより、インダクタは、より高い周波数で高インピーダンスになり、低周波数で低インピーダンスになります。

では、DCで何が起こるのでしょうか？DCでの理想的なインダクタのインピーダンスは0です。つまり、抵抗はまったくありません。もちろん、これは理想的なインダクタではありません。たくさんのワイヤーがあり、そのワイヤーはある程度の抵抗を提供します。ただし、DCでのコイルの抵抗は、高周波での抵抗よりもはるかに小さいことがわかります。

現在、ほとんどのアンプは電圧源です。指定された電圧を出力し、スピーカーのインピーダンス全体でその電圧を維持するのに十分な電流を供給するように設計されています。したがって、抵抗が非常に低い場合、非常に高い電流が発生します。これは、他の方法で形成される可能性のある電流よりもはるかに高くなります。この電流は、コイルが多くの熱を放散する必要があることを意味します！

すべての電流がスピーカーのボイスコイルを加熱します。しかし、AC電流は音を再現するのに便利です（これはスピーカーの目的です）。

一方、DC電流は同等のAC電流と同等の発熱量を生成しますが、固定のオフセット以外は何も生成しません（音を生成するためにコーンを出し入れします）。また、AC電流が聞こえ、「大きすぎる」とスピーカーが歪むと聞こえますが、DCは聞こえないので、煙が見えるまでスピーカーのボイスコイルがそこに座っているかどうかわかりません。また、DC電流はコーンを中心から外れるようにバイアスし、高調波歪みさえも増加させる可能性があります。

これらの理由により、DC電流をスピーカーのボイスコイルに流すことは決して良い考えではありません。

音は空気中の圧力変化から成ります。

スピーカーを使用して、これらの圧力変化を生成できます。

スピーカーは、振動板を前後に動かすことにより、これらの圧力変化（音波）を生成します。

このダイアフラムは、「パイプ」からなるボイスコイルによって前後に移動し、その上に導電性ワイヤが巻き付けられます。

このボイスコイルは、永久磁石によって提供される磁場につるされています。

スピーカーを適切に使用し、AC信号のみを適用する場合、ボイスコイルは前方にある程度の距離を移動し、後方に同じ距離を移動します。これは、適用している信号の平均が0（ゼロ）であり、信号のDC値が0であるためです。平均して（しばらくの間）ボイスコイルの位置はその中心点、つまり「静止」位置にあり、スピーカーに信号を加えない場合と同じ位置になります。

これで、DC信号を印加すると、ボイスコイルに一定の力が作用し、ボイスコイルが絶えず前面に移動したり、（極性を逆にした場合）背面に移動したりします。AC信号も適用する場合、ラウドスピーカーは動作しますが、平均して、中央の「静止」位置にはありません。

このDC信号はボイスコイルに一定の力を誘導しますが、電流が流れるとボイスコイルも加熱します。ボイスコイルの電線にはある程度の抵抗（通常4または8オーム）があるため、ボイスコイルを加熱する電力が消費されます。

もう1つの副作用は、ボイスコイルが前方に一定の距離、後方に同様の距離を移動できるように、優れたスピーカーが設計されることです。DC電圧を印加すると、ボイスコイルが移動できる距離が非対称になるため、これを相殺します。ボイスコイルが前方に10 mm、後方に10 mm移動できるが、DC信号で前方に5 mmオフセットすると、ボイスコイルは前方に5 mm、後方に15 mmしか移動できません。これにより、歪みが増え、音質が低下します。

いいえ、完全ではなく、正確でもありません。ほとんどのスピーカーでは、数十mVのDCは問題になりません。

出力トランスがなく、かさばるブロッキングコンデンサがないアンプは、出力に少しのオフセット電圧があります。

$I^2R$

参照されているステートメントに大幅な省略があります。それは「... 過熱する可能性があります...」でなければなりません。それは
すべて、スピーカーの電力処理能力に対する適用されるDC電力に依存します。ただし、スピーカーがDCを処理できる場合でも、DCを適用することはまったく意味がありません。スピーカーは音を再生するように設計されており、DCは最初に適用されたときにのみ「ノイズ」を生成します。

DC信号の電圧と同じピークツーピーク振幅のAC信号と比較して、DC信号はより大きな電力を持っています（疑問に思っている場合、これはAC信号を扱うときのRMS電圧の重要性です-のRMS電圧AC信号は、電力が等しいDC信号の電圧です）。DC信号の電力が大きいため、スピーカーコイルで消費される電力が多くなり、スピーカーコイルが過熱する可能性があります。

これを見るもう1つの方法は、AC信号のデューティサイクルと、AC信号が常にピーク振幅のままではないため、スピーカーコイルがピーク間で「冷却」する機会があることを考慮することです。 DC信号は常に同じ電圧のままであるため、コイルは「冷却」せず、コイルが過熱するまで熱が蓄積します。

DC信号はスピーカーコーンの動きにも影響するため、音質が低下する可能性がありますが、スピーカーは損傷しません。