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自動電平控制簡介
文章來源：永阜康科技 更新時間：2018/8/27 13:37:00
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摘要：自動電平控制(ALC)是一種自動控制輸出給揚(yáng)聲器的功率的技術(shù)。ALC可防止揚(yáng)聲器過載并優(yōu)化動態(tài)范圍。本應(yīng)用筆記簡單介紹ALC技術(shù)，并展示了其在MAX9756/MAX9757/MAX9758立體聲揚(yáng)聲器放大器中使用的效果。

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


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

對比ALC與輸出限幅

ALC不同于傳統(tǒng)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(yù)定的幅度，來保護(hù)電聲元件不因過高的峰值而損壞。結(jié)果造成輸出信號削波(失真) (圖3)。而ALC功能是通過降低增益來保護(hù)電聲元件的。不會產(chǎn)生失真(圖4)。


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


圖4. MAX9756的ALC在過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)中有三個重要的定時指標(biāo)(圖5和6)：出動時間，保持時間和釋放時間。


圖5. ALC功能的重要定時指標(biāo)。


圖6. ALC功能三個重要定時指標(biāo)的圖形表示。數(shù)據(jù)來自于MAX9756。

出動時間
這個時間是指當(dāng)輸出信號已超出門限電平后，降低增益所需的時間。該時間常數(shù)取決于15,000 X CCT (秒)，其中CCT是外接的定時電容。該時間常數(shù)的選取和具體應(yīng)用有關(guān)。例如，有些應(yīng)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)，此時就必須選取較短的出動時間。在另外一些出動時間較長的應(yīng)用中，ALC將忽略短時的峰值，只有當(dāng)響度明顯增加時才降低增益。

保持時間
指信號落到門限電平以下后的延遲(釋放階段開始前)。保持時間不可調(diào)；內(nèi)部設(shè)定為50ms。保持時間的設(shè)置是為了防止發(fā)生增益‘喘息’ (ALC響應(yīng)低頻分量的動作能夠被聽到)。當(dāng)信號超過預(yù)設(shè)門限，重新進(jìn)入出動階段時，保持時間的作用被撤銷。

釋放時間
指信號落到門限電平以下，且已經(jīng)過了保持時間之后，增益回到其正常水平所需的時間。更確切地講，釋放時間定義為當(dāng)輸入信號落到PREF (引腳29)門限以下且經(jīng)過50ms保持時間之后，增益從6dB壓縮點釋放到正常增益的10%以內(nèi)的時間。釋放時間由出動/釋放時間比確定，這個比率可通過設(shè)定DR (引腳25)的邏輯狀態(tài)來選擇(表1)。釋放時間可在95ms之10s間調(diào)節(jié)。

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

輸出功率門限

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




圖7. 輸出功率門限由一只外部電阻設(shè)定

Maxim的應(yīng)用建議

對于諸如筆記本之類以音樂CD和DVD為主要音源的應(yīng)用，建議出動時間選取495ms，釋放時間取990ms，對于RL = 8Ω負(fù)載輸出功率門限取為1.2W (圖8)。


圖8. 對于筆記本應(yīng)用推薦的ALC取值。
 
 
 
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