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自動(dòng)電平控制簡(jiǎn)介
文章來(lái)源：永阜康科技 更新時(shí)間：2018/8/27 13:37:00
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摘要：自動(dòng)電平控制(ALC)是一種自動(dòng)控制輸出給揚聲器的功率的技術(shù)。ALC可防止揚聲器過(guò)載并優(yōu)化動(dòng)態(tài)范圍。本應用筆記簡(jiǎn)單介紹ALC技術(shù)，并展示了其在MAX9756/MAX9757/MAX9758立體聲揚聲器放大器中使用的效果。

Maxim的自動(dòng)電平控制(ALC)提供兩方面的重要優(yōu)勢(圖1和2)。
  1. 通過(guò)限制放大器輸出功率保護揚聲器。
  2. 既提升低電平信號，又不會(huì )使高電平信號失真。
ALC技術(shù)在MAX9756、MAX9757和MAX9758 2.3W立體聲揚聲器放大器和DirectDrive耳機放大器中得到應用。


圖1和2. MAX9756的自動(dòng)電平控制(ALC)功能在不造成失真的情況下保護了揚聲器。

對比ALC與輸出限幅

ALC不同于傳統意義上的輸出限幅。輸出限幅功能是將輸出信號擺幅限制在預定的幅度，來(lái)保護電聲元件不因過(guò)高的峰值而損壞。結果造成輸出信號削波(失真) (圖3)。而ALC功能是通過(guò)降低增益來(lái)保護電聲元件的。不會(huì )產(chǎn)生失真(圖4)。


圖3. 輸出限幅器在過(guò)壓情況下造成輸出信號削波，因而產(chǎn)生聽(tīng)得到的失真。


圖4. MAX9756的ALC在過(guò)壓情況下降低放大器增益，因而不造成輸出信號失真。

ALC如何工作?

在Maxim的ALC技術(shù)中有三個(gè)重要的定時(shí)指標(圖5和6)：出動(dòng)時(shí)間，保持時(shí)間和釋放時(shí)間。


圖5. ALC功能的重要定時(shí)指標。


圖6. ALC功能三個(gè)重要定時(shí)指標的圖形表示。數據來(lái)自于MAX9756。

出動(dòng)時(shí)間
這個(gè)時(shí)間是指當輸出信號已超出門(mén)限電平后，降低增益所需的時(shí)間。該時(shí)間常數取決于15,000 X CCT (秒)，其中CCT是外接的定時(shí)電容。該時(shí)間常數的選取和具體應用有關(guān)。例如，有些應用要求迅速降低瞬態(tài)聲響(如軍鼓敲擊聲、槍擊聲等)的音量(DVD)，此時(shí)就必須選取較短的出動(dòng)時(shí)間。在另外一些出動(dòng)時(shí)間較長(cháng)的應用中，ALC將忽略短時(shí)的峰值，只有當響度明顯增加時(shí)才降低增益。

保持時(shí)間
指信號落到門(mén)限電平以下后的延遲(釋放階段開(kāi)始前)。保持時(shí)間不可調；內部設定為50ms。保持時(shí)間的設置是為了防止發(fā)生增益‘喘息’ (ALC響應低頻分量的動(dòng)作能夠被聽(tīng)到)。當信號超過(guò)預設門(mén)限，重新進(jìn)入出動(dòng)階段時(shí)，保持時(shí)間的作用被撤銷(xiāo)。

釋放時(shí)間
指信號落到門(mén)限電平以下，且已經(jīng)過(guò)了保持時(shí)間之后，增益回到其正常水平所需的時(shí)間。更確切地講，釋放時(shí)間定義為當輸入信號落到PREF (引腳29)門(mén)限以下且經(jīng)過(guò)50ms保持時(shí)間之后，增益從6dB壓縮點(diǎn)釋放到正常增益的10%以?xún)鹊臅r(shí)間。釋放時(shí)間由出動(dòng)/釋放時(shí)間比確定，這個(gè)比率可通過(guò)設定DR (引腳25)的邏輯狀態(tài)來(lái)選擇(表1)。釋放時(shí)間可在95ms之10s間調節。

表1. 出動(dòng)/釋放比由DR引腳的邏輯狀態(tài)設定
DR ATTACK/RELEASE RATIO
VDD 1:200
VBIAS 1:633
GND 1:2000

輸出功率門(mén)限

連接于PREF和地之間的一只外部電阻設定了鉗制揚聲器輸出的門(mén)限(圖7)。公式1給出了這個(gè)電阻值和最大預期輸出功率及揚聲器阻抗的關(guān)系。




圖7. 輸出功率門(mén)限由一只外部電阻設定

Maxim的應用建議

對于諸如筆記本之類(lèi)以音樂(lè )CD和DVD為主要音源的應用，建議出動(dòng)時(shí)間選取495ms，釋放時(shí)間取990ms，對于RL = 8Ω負載輸出功率門(mén)限取為1.2W (圖8)。


圖8. 對于筆記本應用推薦的ALC取值。
 
 
 
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