與揚聲器和放大器打交道的許多工程師都會(huì )告訴您同樣一件事情。如果過(guò)度操作放大器，便會(huì )或多或少地損壞揚聲器的驅動(dòng)器。這一過(guò)程通常包括逐漸調高低音旋鈕，或者急劇調高音量旋鈕。這樣做會(huì )產(chǎn)生什么樣的結果呢？

它可能會(huì )損壞揚聲器的高音驅動(dòng)器。但是，為什么會(huì )產(chǎn)生這種結果呢？大多數高音驅動(dòng)器都是針對 10W 到 15W 功率范圍設計的。在高頻下驅動(dòng)它們工作僅需非常小的能量。中音和低音揚聲器的額定功率一般為整個(gè)揚聲器的平均功率（50W 和 100W等）。

請思考，在一個(gè)限幅系統中給某個(gè)正弦波增加增益（使用固定電源軌播放音樂(lè )）時(shí)會(huì )產(chǎn)生什么結果。這時(shí)，信號開(kāi)始限幅。如果您對某個(gè)信號的驅動(dòng)超出限幅，則該波形開(kāi)始看起來(lái)更像是一個(gè)方波。以頻域的角度來(lái)看，我們開(kāi)始獲得輸入信號諧波。由于大量限幅的出現，諧波出現更高的振幅�，F在，如果您使用無(wú)源分頻器，則許多高階諧波均可以輕松地從中低音驅動(dòng)器分頻器到高音。

由于高音頻面向的驅動(dòng)器功率極低，因此其所帶來(lái)的損壞機率也高得多。在許多系統中，這都是一個(gè)現實(shí)問(wèn)題，特別是那些使用簡(jiǎn)易模擬處理（例如：運算放大器，op amp）或者數控模擬EQ系統的系統。兩種較好的解決方案是：

1、雙功放系統

如果在一個(gè)封閉式系統中，例如：一個(gè)有源揚聲器等，請考慮讓您的系統使用雙功放。雙功放讓您能夠使用一個(gè)單獨的放大器來(lái)驅動(dòng)高音。在低頻增益以前就完成了高音和低音之間的分離，這樣便可以防止高音損壞限幅低音通道的高頻部分。

雙功放系統讓您能夠使用高度靈活的數字調節功能運行大多數模擬系統。缺點(diǎn)是增加放大器所帶來(lái)的高成本。但是，我們必須在良好的無(wú)源分頻器和額外放大器成本之間做出折中的選擇。在數模轉換器 (DAC) 或者多媒體數字信號編解碼器 (Codec) 中使用數字分頻器，可以在一定程度上緩解這一問(wèn)題。

以數字方式對您的分頻器進(jìn)行微調，要比更換各種無(wú)源元件簡(jiǎn)單得多。這樣做還可以讓同一種 PCB 設計重復用于不同尺寸的音箱和揚聲器驅動(dòng)器。注意，這種系統僅在您能夠單獨地直接訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)驅動(dòng)器時(shí)有效。

2、智能后處理限幅低音信號

一些開(kāi)發(fā)人員會(huì )使用“軟限幅”。這是一種非常簡(jiǎn)單的方法，但在家用音頻系統中很少見(jiàn)。一般而言，我們會(huì )將低頻低音頻率增至最高。一些開(kāi)發(fā)人員會(huì )去除 24 dB 的低音增頻，目的是對小型 2 英寸驅動(dòng)器的低頻率響應能力進(jìn)行補償。

如果增頻頻率大體上較低，則請嘗試在增益級后面增加一個(gè)低通濾波器，以降低限幅引起的高頻。在模擬系統中，使用足夠高的截頻速率來(lái)構建這種低通濾波器通常要求有一個(gè)多階濾波器，從而讓系統變得體積龐大且成本高昂。但是，在數字處理系統中卻可以輕松實(shí)現，條件是在音頻處理器中有足夠的有效 MIPS。

圖 2 顯示了軟限幅時(shí)一個(gè)處理流程的例子

圖 1 高增益 DRC 和低通濾波器的處理流程

從 TLV320AIC325x 系列器件等便攜式音頻放大器到更新型的 PCM514x 家用音頻miniDSP DAC，這些可編程 miniDSP 產(chǎn)品都能夠實(shí)現軟限幅。更加智能的一些實(shí)現方法，要靠廣大系統開(kāi)發(fā)人員去創(chuàng )新。每一種器件都集成了完全可編程 miniDSP 內核，讓開(kāi)發(fā)人員不再被固定的處理流程所束縛，無(wú)需再一塵不變地照搬他人的音頻系統設計方法。

圖 2 利用 PLimit 限制輸出并確保無(wú)高頻諧波

對有些人而言，這些內容可能并不新鮮。但對其他人來(lái)說(shuō)，在閱讀本文后可能就會(huì )豁然明白“原來(lái)這就是我的揚聲器之所以損壞的原因！”