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音量控制—对数电位器

音量控制—对数电位器

您曾经尝试过把线性电位器 (pot) 用作音量控制吗?呀!音量上跳得太快了。它要求使用一个“开锁听诊器”来将音量调节至安静聆听水平。这也就是对数电位器

我们拥有极宽的动态感知范围。我们的耳朵(实际上,是年青人的耳机,而不是像我这样的老人)拥有120dB甚至更高的感知范围,即1000000:1。分贝本来就源于我们的听觉,1dB约为我们能够感觉到的最小音量变化。对数电位器调节的分贝变化接近线性,因此递增位置变化让感知音量变化相对均衡。


图1显示了用作线性电位器和理想数学对数电位器分压器时的衰减情况。它在50%旋度时拥有0.1Vin(-20dB)的输出,即音频电位器的共同目标值。每旋转10%,输出便改变4dB。但是,在零旋转时,这种“理想”对数电位器仅有40dB的衰减(1%输出),请参见放大图。听者希望其音量控制达到零输出(无限衰减),这样对数电位器便可“退场”,逐渐达到零位置零输出。

共有几种半标准对数特性曲线,或者它们被称作“锥形”。它们通常都由50%旋转的衰减因数规定。命名约定不是非常的标准,因此如果我再给它们命名,只会让读者更加困惑。如果您有具体的需要,请咨询供应商。另外,还有一些特别的“颠倒对数锥形”,可能在一些应用中需要它们。它在相反方向弯曲。


对数电位器通常由2个(或许更多?)接近理想锥形的分段组成(参见图2)。两条不同色的电阻率“线条”用于构成电阻元件。立体声音量控制的一个关键因素是追踪两个联动电位器的精确度。注意,输出在零位置为零。

您可以利用一个线性电位器和加载输出的固定电阻器,创造一个近似对数电位器(图3)。用作音量控制时,这种电路仍然受到线性电位器性能的困扰—在旋转底部时音量“上跳”过快。它好于线性电位器本身,但不如对数锥形好。相同输出电阻器电路还可用在对数电位器上来改变其锥形曲线。注意,输入信号必须要能够在100%输出下驱动R1,并且根据选择的Rp值其可以为一个低电阻。

在高音量消费类应用中,电子音量控制大多已取代了传统的对数电位器。所有工作都使用自然声对数增量通过数字控制完成,其在底部时逐渐减弱至零。传统的家用音响和汽车音响使用旋钮开关来实现音量控制感觉,其产生控制信号用于数控信号通路。其中一些可能还可用于信号通路而非音频。例如:

  • PGA2500       数字增益修整专业麦克风前置放大
  • PGA2320       专业立体声,线路电平音频控制台级控制
  • LM1971        单通道音量控制,0dB到-62dB,-100dB静音
  • LM1972        立体声音量控制,0dB到-78dB,-104dB静音
  • LM1973        三通道音量控制,0dB到-76dB,-104dB静音
  • TPA6130A2        138mW立体声耳机驱动器,I2C音量控制
  • TPA6140A2        立体声耳机驱动器,25mW,I2C音量控制
  • TPA2054D4A    2.4W D级立体声驱动器,32级音量控制
  • TLV320AIC3262  立体声多媒体编解码器,带miniDSP和集成D级扬声器/耳机驱动

但是,传统音量控制和对数电位器的应用仍然很多,因此模拟设计人员应该掌握其基础知识。一如既往,如果您有重要的需求,则需要了解更多,并且您们中的一些人肯定要比我知道的多。请写下您的建议,与我们一起分享您的知识。

感谢阅读




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