【導(dǎo)讀】在當(dāng)今的消費(fèi)電子市場(chǎng)中，微型揚(yáng)聲器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，包括游戲設(shè)備、智能家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備。盡管那些在公眾場(chǎng)合將私人電子產(chǎn)品的聲音開的很大常常令人新生討厭，但在購(gòu)買的時(shí)候你當(dāng)然會(huì)更青睞那些在確保保真度下具有更寬的響度范圍，如何提高微型揚(yáng)聲器的響度以及低音響應(yīng)成為很多音頻設(shè)計(jì)者的主要設(shè)計(jì)考慮。
這些微型揚(yáng)聲器雖然體積小巧，但其基本組件——振膜、音圈和磁鐵與傳統(tǒng)揚(yáng)聲器并無(wú)二致。然而，由于其組件體積更小，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，因此其整體外形也更為緊湊和輕薄。然而，微型揚(yáng)聲器的小體積也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。其音量（聲壓級(jí)）和低音響應(yīng)通常受到限制，因?yàn)橐粝湓叫?，諧振頻率越高，導(dǎo)致低音衰減，聲音表現(xiàn)偏弱。但是，通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)和保護(hù)揚(yáng)聲器，使其免受故障條件的影響，可以顯著提升揚(yáng)聲器的音量和低音響應(yīng)。
在微型揚(yáng)聲器應(yīng)用中，器件所面臨的可靠性挑戰(zhàn)相比之前的大尺寸揚(yáng)聲器已經(jīng)出現(xiàn)了很大的變化：微型揚(yáng)聲器的線圈溫度例如在封閉的手機(jī)內(nèi)有可能高達(dá)100攝氏度，振膜的振動(dòng)幅度也有可能達(dá)到機(jī)械極限（超過(guò)極限將出現(xiàn)線圈碰撞磁路或者振膜碰撞頂板保護(hù)罩）。
標(biāo)準(zhǔn)放大器無(wú)法監(jiān)測(cè)和保護(hù)揚(yáng)聲器免受這兩種條件的影響，因此揚(yáng)聲器的額定功率往往被保守設(shè)定。智能驅(qū)動(dòng)芯片通過(guò)對(duì)于揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓和電流的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以計(jì)算出揚(yáng)聲器的阻抗曲線，并進(jìn)一步推導(dǎo)出揚(yáng)聲器（或模組）的諧振頻率、振幅、溫升，而這些參數(shù)均會(huì)因?yàn)樾盘?hào)的不同以及環(huán)境的變化出現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。
在這里，ADI的專利動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器管理（DSM?）技術(shù)可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。DSM技術(shù)提供了一種安全的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)微型揚(yáng)聲器超過(guò)規(guī)定的最高額定功率。DSM算法可以將音量（聲壓級(jí)）最多提高2.5倍，并將低音響應(yīng)擴(kuò)展至諧振頻率下最多兩個(gè)八度音階，同時(shí)實(shí)現(xiàn)卓越的功耗效率。
當(dāng)今消費(fèi)類設(shè)備要求揚(yáng)聲器必須適應(yīng)更小的空間尺寸，使得越來(lái)越多的應(yīng)用開始采用微型揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器體積越小，音量或聲壓等級(jí)(SPL)越低，諧振頻率越高，從而導(dǎo)致低音衰減。通過(guò)加大微型揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)來(lái)提高音量和低頻響應(yīng)，很容易造成過(guò)熱和振膜擺幅過(guò)大，損壞微型揚(yáng)聲器。
MAX98390是一款升壓型數(shù)字DG類DSM智能放大器，采用6.3mm2的封裝，將額定功率通常較低（最高約3W）的微型揚(yáng)聲器安全地驅(qū)動(dòng)到更高的功率（最高5.1W），充分釋放系統(tǒng)的全部音頻潛力。同時(shí)，它也可以與5W揚(yáng)聲器配合使用，進(jìn)一步提升音量和低音效果。
通過(guò)采用集成的IV (電流和電壓)檢測(cè)技術(shù)和ADI專有的DSM算法，MAX98390可以將揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)到其最大限值，并提供過(guò)沖和過(guò)熱保護(hù)，輕松應(yīng)對(duì)上述設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。DSM器件的熱保護(hù)功能使設(shè)計(jì)者能夠安全穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，突破額定功率限制，獲得最大音量。DSM振膜保護(hù)使設(shè)計(jì)者能夠驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器到其振膜規(guī)定的限值，突破諧振頻率的下限，改善低頻響應(yīng)(兩個(gè)八度)。
總結(jié)而言，MAX98390可以為微型揚(yáng)聲器帶來(lái)幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：更大音量、重低音音效，相比傳統(tǒng)5V放大器，音量提升高達(dá)2.5倍(聲壓等級(jí))，低頻音域擴(kuò)展2個(gè)八度，小尺寸封裝；易用性，憑借ADI全新的DSM Sound Studio軟件GUI，可快速演示系統(tǒng)功能，使設(shè)計(jì)者在幾分鐘內(nèi)即可清晰地聽出DSM的應(yīng)用效果，輕松地對(duì)自己的揚(yáng)聲器進(jìn)行特征分析和原型搭建，顯著降低設(shè)計(jì)時(shí)間和工作量；業(yè)界領(lǐng)先的功耗：提供當(dāng)前市場(chǎng)中最低的靜態(tài)功耗，升壓型D類放大器的峰值效率高達(dá)86%,憑借ADI的感知降功率(PPR)專利算法，可不損失音頻保真度的情況下額外進(jìn)一步提高25%的功率，最低靜態(tài)功耗僅為24mW，有效延長(zhǎng)電池壽命，且不會(huì)降低保真度。
為了有效地保護(hù)揚(yáng)聲器，放大器算法必須基于對(duì)揚(yáng)聲器的特性充分了解，例如諧振頻率、振膜擺幅限值以及音圈熱保護(hù)。傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)者必須經(jīng)過(guò)耗時(shí)且復(fù)雜的特征分析過(guò)程，或者依賴于供應(yīng)商的支持，對(duì)其揚(yáng)聲器及其外殼進(jìn)行特征分析。由于大多數(shù)項(xiàng)目在原型開發(fā)階段會(huì)采用不同的揚(yáng)聲器，供應(yīng)商需要在長(zhǎng)達(dá)數(shù)周時(shí)間提供支持或要求特殊的設(shè)備及專業(yè)知識(shí)，從而進(jìn)一步加大了設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
但借助ADI的DSM Sound Studio GUI，這一過(guò)程變得前所未有的簡(jiǎn)單和快捷，只需不到3分鐘即可對(duì)揚(yáng)聲器的保護(hù)算法進(jìn)行描述和定制。DSM Sound Studio是MAX98390中用于揚(yáng)聲器參數(shù)提取、調(diào)優(yōu)和自定義DSM設(shè)置的GUI工具。此外還可選用另一款GUI，即MAX98390C/D評(píng)估軟件，可用于更改放大器的配置，例如升壓電壓、限流值等。
DSM Sound Studio支持快速演示、超快揚(yáng)聲器特性表征、調(diào)優(yōu)，以及輕松評(píng)估不同的揚(yáng)聲器和不同的曲調(diào)。DSM Sound Studio V2通過(guò)提供更詳細(xì)的相關(guān)幫助、經(jīng)優(yōu)化的參數(shù)提取和更豐富的立體聲功能，以幫助完成簡(jiǎn)單的自導(dǎo)式設(shè)計(jì)，為用戶實(shí)現(xiàn)了更出色的用戶體驗(yàn)。
MAX98390通過(guò)簡(jiǎn)單易用的“DSM Sound Studio GUI”，幫助客戶快速、輕松地對(duì)多種揚(yáng)聲器進(jìn)行特征分析，大幅縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。結(jié)合DSM的熱保護(hù)功能，無(wú)需復(fù)雜編程，幾分鐘內(nèi)即可在超寬頻率范圍內(nèi)獲得最大音量。
（來(lái)源：亞德諾半導(dǎo)體）
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