使用数字电位器进行音频增益控制

接线图 2024年01月26日 10:45 211 admin

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。使用数字电位器进行音频增益控制第1张

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。使用数字电位器进行音频增益控制第2张