一款糟糕的20W放大器設計如何毀掉整個揚聲器係統
發布時間:2012-06-26 來源:德州儀器 (TI)
中心議題:
與揚聲器和he放fang大da器qi打da交jiao道dao的de許xu多duo工gong程cheng師shi都dou會hui告gao訴su您nin同tong樣yang一yi件jian事shi情qing。如ru果guo過guo度du操cao作zuo放fang大da器qi,便bian會hui或huo多duo或huo少shao地di損sun壞huai揚yang聲sheng器qi的de驅qu動dong器qi。這zhe一yi過guo程cheng通tong常chang包bao括kuo逐zhu漸jian調tiao高gao低di音yin旋xuan鈕niu,或huo者zhe急ji劇ju調tiao高gao音yin量liang旋xuan鈕niu。這zhe樣yang做zuo會hui產chan生sheng什shen麼me樣yang的de結jie果guo呢ne?
它可能會損壞揚聲器的高音驅動器。但是,為什麼會產生這種結果呢?大多數高音驅動器都是針對10W 到15W 功率範圍設計的。在高頻下驅動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揚聲器的平均功率(50W 和100W等)。
請思考,在一個限幅係統中給某個正弦波增加增益(使用固定電源軌播放音樂)shihuichanshengshenmejieguo。zheshi,xinhaokaishixianfu。ruguoninduimougexinhaodequdongchaochuxianfu,zegaiboxingkaishikanqilaigengxiangshiyigefangbo。yipinyudejiaodulaikan,womenkaishihuodeshuruxinhaoxiebo。youyudaliangxianfudechuxian,xiebochuxiangenggaodezhenfu。xianzai,ruguoninshiyongwuyuanfenpinqi,zexuduogaojiexiebojunkeyiqingsongdicongzhongdiyinqudongqifenpinqidaogaoyin。
由you於yu高gao音yin頻pin麵mian向xiang的de驅qu動dong器qi功gong率lv極ji低di,因yin此ci其qi所suo帶dai來lai的de損sun壞huai機ji率lv也ye高gao得de多duo。在zai許xu多duo係xi統tong中zhong,這zhe都dou是shi一yi個ge現xian實shi問wen題ti,特te別bie是shi那na些xie使shi用yong簡jian易yi模mo擬ni處chu理li(例如:運算放大器,op amp)或者數控模擬EQ係統的係統。兩種較好的解決方案是:
1、雙功放係統
如果在一個封閉式係統中,例如:yigeyouyuanyangshengqideng,qingkaolvrangnindexitongshiyongshuanggongfang。shuanggongfangrangninnenggoushiyongyigedandudefangdaqilaiqudonggaoyin。zaidipinzengyiyiqianjiuwanchenglegaoyinhediyinzhijiandefenli,zheyangbiankeyifangzhigaoyinsunhuaixianfudiyintongdaodegaopinbufen。
shuanggongfangxitongrangninnenggoushiyonggaodulinghuodeshuzitiaojiegongnengyunxingdaduoshumonixitong。quedianshizengjiafangdaqisuodailaidegaochengben。danshi,womenbixuzailianghaodewuyuanfenpinqiheewaifangdaqichengbenzhijianzuochuzhezhongdexuanze。zaishumozhuanhuanqi(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題。
以數字方式對您的分頻器進行微調,要比更換各種無源元件簡單得多。這樣做還可以讓同一種PCB 設計重複用於不同尺寸的音箱和揚聲器驅動器。注意,這種係統僅在您能夠單獨地直接訪問兩個驅動器時有效。
2、智能後處理限幅低音信號
一些開發人員會使用“軟限幅”。這是一種非常簡單的方法,但在家用音頻係統中很少見。一般而言,我們會將低頻低音頻率增至最高。一些開發人員會去除24 dB 的低音增頻,目的是對小型2 英寸驅動器的低頻率響應能力進行補償。
ruguozengpinpinlvdatishangjiaodi,zeqingchangshizaizengyijihoumianzengjiayigeditonglvboqi,yijiangdixianfuyinqidegaopin。zaimonixitongzhong,shiyongzugougaodejiepinsulvlaigoujianzhezhongditonglvboqitongchangyaoqiuyouyigeduojielvboqi,congerrangxitongbiandetijipangdaqiechengbengaoang。danshi,zaishuzichulixitongzhongquekeyiqingsongshixian,tiaojianshizaiyinpinchuliqizhongyouzugoudeyouxiaoMIPS。圖2 顯示了軟限幅時一個處理流程的例子。

圖1高增益DRC 和低通濾波器的處理流程
[page]
從TLV320AIC325x 係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 產品都能夠實現軟限幅。更加智能的一些實現方法,要靠廣大係統開發人員去創新。每一種器件都集成了完全可編程miniDSP 內核,讓開發人員不再被固定的處理流程所束縛,無需再一塵不變地照搬他人的音頻係統設計方法。

圖2利用PLimit限製輸出並確保無高頻諧波
對有些人而言,這些內容可能並不新鮮。但對其他人來說,在閱讀本文後可能就會豁然明白“原來這就是我的揚聲器之所以損壞的原因!”
下一次,我們將討論如何找出高速DAC 的噪聲和偽信號,敬請期待。
- 雙功放係統
- 智能後處理限幅低音信號
與揚聲器和he放fang大da器qi打da交jiao道dao的de許xu多duo工gong程cheng師shi都dou會hui告gao訴su您nin同tong樣yang一yi件jian事shi情qing。如ru果guo過guo度du操cao作zuo放fang大da器qi,便bian會hui或huo多duo或huo少shao地di損sun壞huai揚yang聲sheng器qi的de驅qu動dong器qi。這zhe一yi過guo程cheng通tong常chang包bao括kuo逐zhu漸jian調tiao高gao低di音yin旋xuan鈕niu,或huo者zhe急ji劇ju調tiao高gao音yin量liang旋xuan鈕niu。這zhe樣yang做zuo會hui產chan生sheng什shen麼me樣yang的de結jie果guo呢ne?
它可能會損壞揚聲器的高音驅動器。但是,為什麼會產生這種結果呢?大多數高音驅動器都是針對10W 到15W 功率範圍設計的。在高頻下驅動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揚聲器的平均功率(50W 和100W等)。
請思考,在一個限幅係統中給某個正弦波增加增益(使用固定電源軌播放音樂)shihuichanshengshenmejieguo。zheshi,xinhaokaishixianfu。ruguoninduimougexinhaodequdongchaochuxianfu,zegaiboxingkaishikanqilaigengxiangshiyigefangbo。yipinyudejiaodulaikan,womenkaishihuodeshuruxinhaoxiebo。youyudaliangxianfudechuxian,xiebochuxiangenggaodezhenfu。xianzai,ruguoninshiyongwuyuanfenpinqi,zexuduogaojiexiebojunkeyiqingsongdicongzhongdiyinqudongqifenpinqidaogaoyin。
由you於yu高gao音yin頻pin麵mian向xiang的de驅qu動dong器qi功gong率lv極ji低di,因yin此ci其qi所suo帶dai來lai的de損sun壞huai機ji率lv也ye高gao得de多duo。在zai許xu多duo係xi統tong中zhong,這zhe都dou是shi一yi個ge現xian實shi問wen題ti,特te別bie是shi那na些xie使shi用yong簡jian易yi模mo擬ni處chu理li(例如:運算放大器,op amp)或者數控模擬EQ係統的係統。兩種較好的解決方案是:
1、雙功放係統
如果在一個封閉式係統中,例如:yigeyouyuanyangshengqideng,qingkaolvrangnindexitongshiyongshuanggongfang。shuanggongfangrangninnenggoushiyongyigedandudefangdaqilaiqudonggaoyin。zaidipinzengyiyiqianjiuwanchenglegaoyinhediyinzhijiandefenli,zheyangbiankeyifangzhigaoyinsunhuaixianfudiyintongdaodegaopinbufen。
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以數字方式對您的分頻器進行微調,要比更換各種無源元件簡單得多。這樣做還可以讓同一種PCB 設計重複用於不同尺寸的音箱和揚聲器驅動器。注意,這種係統僅在您能夠單獨地直接訪問兩個驅動器時有效。
2、智能後處理限幅低音信號
一些開發人員會使用“軟限幅”。這是一種非常簡單的方法,但在家用音頻係統中很少見。一般而言,我們會將低頻低音頻率增至最高。一些開發人員會去除24 dB 的低音增頻,目的是對小型2 英寸驅動器的低頻率響應能力進行補償。
ruguozengpinpinlvdatishangjiaodi,zeqingchangshizaizengyijihoumianzengjiayigeditonglvboqi,yijiangdixianfuyinqidegaopin。zaimonixitongzhong,shiyongzugougaodejiepinsulvlaigoujianzhezhongditonglvboqitongchangyaoqiuyouyigeduojielvboqi,congerrangxitongbiandetijipangdaqiechengbengaoang。danshi,zaishuzichulixitongzhongquekeyiqingsongshixian,tiaojianshizaiyinpinchuliqizhongyouzugoudeyouxiaoMIPS。圖2 顯示了軟限幅時一個處理流程的例子。

圖1高增益DRC 和低通濾波器的處理流程
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從TLV320AIC325x 係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 產品都能夠實現軟限幅。更加智能的一些實現方法,要靠廣大係統開發人員去創新。每一種器件都集成了完全可編程miniDSP 內核,讓開發人員不再被固定的處理流程所束縛,無需再一塵不變地照搬他人的音頻係統設計方法。

圖2利用PLimit限製輸出並確保無高頻諧波
對有些人而言,這些內容可能並不新鮮。但對其他人來說,在閱讀本文後可能就會豁然明白“原來這就是我的揚聲器之所以損壞的原因!”
下一次,我們將討論如何找出高速DAC 的噪聲和偽信號,敬請期待。
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