自动电平控制(ALC)为扬声器提供有效保护
来源： 作者： 发布时间：2016-09-25 12:16:38 浏览量：通过监测增益衰减控制电压和信号波形(图3)，可以观察到较长和较短响应、释放时间的效果。为了产生有代表性的波形，输入信号采用的是满音量的音频信号。在总体信号强度相对恒定的波形中，较短的响应和释放时间会导致频繁的增益调整。而较长的响应和释放时间则维持平滑的增益响应，避免放大器响应过快，从而在基本保留动态范围的同时维持整个信号的幅度。
图3. 短的响应和释放时间(a) 引起增益调整频繁变化，可能降低音响效果。长的响应和释放时间(b) 产生平滑的增益响应。
自动电平控制(ALC)的阈值
笔记本电脑内的扬声器放大器一般工作在5V电源下。采用8
扬声器，在桥接负载(BTL)配置下，理论上可提供的最大连续功率是:
基于5V工作电压，输入幅度高于最大POUT的对应数值时，将会产生削波。MAX9756放大器能够通过选择PREF和地之间的电阻调整增益衰减的阈值(MAX9756给这个电阻注入12μA的恒定电流)。可以通过下列等式计算这个电阻值(这里以1.4W阈值为例):
通过调整RPREF值改变门限，如果音响系统受扬声器功率容量的限制，可以设置阈值，使其远远低于放大器的最大输出功率，确保不超出扬声器的功率容量。如果扬声器可以承受放大器的满输出功率，则设置阈值刚好低于限幅电平，优化音质并避免扬声器受到长期的强变化信号的损害。削波不仅听起来音响效果差，甚至可以对扬声器造成永久性损坏。 扬声器的机械元件很难恢复削波信号的陡峭沿，时间久了还会导致失效。
图4是设置阈值刚好低于放大器最大输出功率时的效果。输入信号是高低幅度交错的正弦波。输出波形在响应时间内被明显削波，但是当增益衰减完成后，即可避免削波现象。
图4. 从小信号到大信号的跃变过程中，输出波形最初发生削波失真，但当增益衰减后，输出波形又回到了期望的正弦波状态。
降低压缩比
MAX9756所提供的限幅功能有助于保护扬声器、避免削波，但在自动电平控制(ALC)有效时，它将完全消除动态变化。无穷大的压缩比意味着输入信号增大时对输出没有任何影响，从而得到一个没有活力的、单调的音频效果。如果不要求严格控制输出波形，较低的压缩比即可在避免削波的同时维持一定的动态变化电感生产。较低的压缩比会减小音频信号的动态范围，但不是完全消除。通过图5外围电路，MAX9756可以得到更低的压缩比。
图5. MAX9756外加一个MAX4400运算放大器和电阻(R2)，可以降低ALC的压缩比。
运算放大器MAX4400缓冲MAX9756的CT输出，以确保外部电路不影响CT电压，从而不影响释放时间。MAX4400的典型输入阻抗是1000G，消除了可能会提前给电容放电的漏电流。 运算放大器的输出通过R2反馈到PREF。R1和R2分压器决定新的自动电平控制ALC阈值。具体阈值由下式决定:
到达阈值之前，引脚PREF的等效阻抗是R1和R2的并联，因为这两个电阻同时都被连接到地。因此，在此配置中设置这两个并联电阻就可以设置自动电平控制ALC阈值。等式右边是先前提到的RPREF计算公式，等式左边是R1和R2的并联阻值。
R2与R1的比决定压缩比。当R2远大于R1时，自动电平控制ALC有一个和MAX9756标准硬限幅配置类似的高压缩比。当R2小于R1 时，ALC具有低压缩比，并且在音频信号中保持大部分原有的动态变化范围。为了得到3:1的压缩比，设R2是R1的2.5倍。图6给出了MAX9756标准限幅配置和R2/R1 = 2.5时的电压增益效果。
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