原创音量控制—对数电位器

 2013-8-12 14:40  2951 20 20 分类: 模拟

作者：Bruce Trump，德州仪器 (TI) 2012年10月22日21时20分

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。