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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聲器的功率的技術。ALC可防止揚聲器過載并優化動態范圍。本應用筆記簡單介紹ALC技術，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的自動電平控制(ALC)提供兩方面的重要優勢(圖1和2)。

通過限制放大器輸出功率保護揚聲器。
既提升低電平信號，又不會使高電平信號失真。

ALC技術在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，來保護電聲元件不因過高的峰值而損壞。結果造成輸出信號削波(失真) (圖3)。而ALC功能是通過降低增益來保護電聲元件的。不會產生失真(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技術中有三個重要的定時指標(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。

圖6. ALC功能三個重要定時指標的圖形表示。數據來自于MAX9756。

出動時間
這個時間是指當輸出信號已超出門限電平后，降低增益所需的時間。該時間常數取決于15,000 X C_CT (秒)，其中C_CT是外接的定時電容。該時間常數的選取和具體應用有關。例如，有些應用要求迅速降低瞬態聲響(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用中，ALC將忽略短時的峰值，只有當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；內部設定為50ms。保持時間的設置是為了防止發生增益‘喘息’ (ALC響應低頻分量的動作能夠被聽到)。當信號超過預設門限，重新進入出動階段時，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，釋放時間定義為當輸入信號落到PREF (引腳29)門限以下且經過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，這個比率可通過設定DR (引腳25)的邏輯狀態來選擇(表1)。釋放時間可在95ms之10s間調節。

表1. 出動/釋放比由DR引腳的邏輯狀態設定

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定了鉗制揚聲器輸出的門限(圖7)。公式1給出了這個電阻值和最大預期輸出功率及揚聲器阻抗的關系。

圖7. 輸出功率門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以音樂CD和DVD為主要音源的應用，建議出動時間選取495ms，釋放時間取990ms，對于RL = 8Ω負載輸出功率門限取為1.2W (圖8)。

圖8. 對于筆記本應用推薦的ALC取值。

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