使用数字电位器进行音频增益控制

出处:维库电子市场网时间:2023-09-26
    数字电位器(电位器)为音频音量(增益)控制应用提供了优势,并且可以取代笨重的机械电位器,特别是在手持便携式设备中,例如 MP3 播放器、PDA、手机、移动互联网设备或立体声 AM/FM 收音机。本文档描述了可用于音频控制的数字电位计类型,例如对数锥形电位计(对数电位计)。它检查了使用对数锥度电位器和音频放大器的几种常见设计,评估了它们的优点和缺点,并推荐了电路设计。
    介绍
    现在,便携式多媒体设备普遍包含某种立体声音频播放电路,可能用于 MP3 或移动互联网应用。许多专用 IC 可用于这些电路,并且许多使用机械电位计 (pot)。本应用笔记将证明广泛使用的低功耗组件也可以同样有效。本文演示了如何在没有机械电位器的情况下实现立体声音量控制。
    传统的机械电位器设计
    历史上,音频音量控制使用一种特殊的电位器,具有对数(有时是音频)锥度或规律(图 1)。这种方法源自耳朵对声压级变化的大致对数响应。       


 一般来说,旋转的中点通常会给音频信号带来约 20dB 的衰减,并且衰减从中点逆时针 (CCW) 快速增加。从中点顺时针 (CW) 可以更好地控制“大声”设置。

    虽然这种方法在实践中效果很好,但仍然有几个原因不在小型便携式设备中使用机械锅。机械锅的空间限制和可靠性问题只是两个迫在眉睫的问题。如今,现代设备的常见音量控制界面将向上/向下按钮与某种形式的主机处理器结合使用。这种设计提供了一种廉价、可用的解决方案,无需笨重的机械锅。
    立体声(或联动)旋转电位器也存在机械跟踪问题;机械公差意味着 LR 跟踪会随着音量的调整而受到影响。此外,还应考虑所需的传递函数。是否需要完全衰减?或者更确切地说,应用程序是否可以使用增益调整控制来提供大约 30dB 的调整范围,但不能完全关闭?也许您应该考虑使用数字电位器
    数字电位器的设计问题
    在过去的几年里,数字电位器已经面世,并且其性能也不断发展(图 2)。这些数字设备在数字控制下使用电阻梯和 FET 开关,在许多领域有效取代机械电位计。从表面上看,使用一对此类 IC 似乎是立体声音量控制的合理解决方案,但是,有一些问题必须首先解决。  


  常用的数字电位计实际上是线性电位计,即它们的电阻增量是同等加权的。在音频音量控制中需要合理恒定的每步分贝定律,因此设计可能必须以某种方式模拟这种对数行为。现在回想一下,我们不再受到机械电位器音频锥度的限制。

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