Acidentalmente downmixed stereo para mono, por que isso funciona?

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

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?

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.

$L-$$L+$

$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.

$R$$L+$$L-$

$L+$$R+$$L+$$R+$

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.

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.