用旋转电位器驱动半导体音量控制器

作者：翠华时间：2004-06-18来源：电子设计应用收藏

目前，在音量控制器的电路设计中，广泛应用的是用数字电位器代替旋转音量控制器。为模仿控制过程，大多数电路中采用上/下按钮、开关或微处理器接口。
由于人们更倾向于使用熟悉的旋转音量控制，图1电路给出了用传统旋转电位器(音量控制)驱动数字电位器的设计，其中采用半导体数字电位器使音量控制得到优化。单个旋转控制可以调节任意数量的声道，另外，数字电位器可以消除机械分压的摩擦噪声。

图1 功率计达到了±1%的精度，其输出电压正比于负载功率

图1包含3个CAT5113P-10数字电位器。由隔离电阻元件和并联控制线产生分压。电阻元件在控制系统中作为反馈元件，与其他元件共同控制每个声道的音量。图1所示为2声道立体声控制，可以通过外加并联数字电位器控制多个声道，这种形式实现多联控制，形成同时升降分压。
四电压比较器LM339连续监测与参考电阻元件相比较后的控制点。图1采用了平衡电桥电路。当控制设定值高于参考点电压，数字分压的Up有效，50kHz方波加到时钟线上，这促使参考点电位上升直到设定值与控制相匹配。其余数字电位器跟随调整其单声道音量直到匹配值。相反，当控制设定值低于参考点电压，Up端电位降低，该时钟信号加到时钟线上，导致参考点电位下降直到设定值与控制匹配。
控制划片处2.2mF电容使所有数字电位器在加电时复位到零，确保所有的分压都从零开始。电容初次充电后，数字分压跟随控制点。另外，电容还具有过滤控制划片噪声的作用。
数字分压提供100阶分辨率，比较器的上升和下降滞后及其间的死区，对此分辨率可得到优化。6.8MW电阻设置滞后，三极管基极10kW电阻设置死区。电路要求直流电源5V时，低于7mA。
如果其他电位器用于此电路，滞后和死区必须调整到反映数字分压阶数的数量。50kHz步进频率不是严格的数值。为方便起见，该数选在音频范围之上。
数字电位器电阻元件必须在电源电压规定的范围内。因此，47kW电阻和相联的耦合电容保持2.5V直流偏压。相应的音量电压范围为±2.5V，在正常音量电平范围内。
输出端数字分压的3.3kW电阻可以选择，它们将线性数字分压转化为准对数音频的变化作用，相似于得到音频渐变的电位器。在某些应用中，其他电阻值具有更好的特性，取决于输出端的负载阻抗。■(翠华)