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数字电位器应用于音量控制产生拉链噪声

jiaxin li
Prodigy 131 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA4311, PGA2310, LM1971

如下采用三端分压形式控制音量衰减，信号从PB0进PW0出。端电阻是100K欧。

输出直接接音箱，在PW0快速变换位置时能听到拉链声。

目前换了几个牌子不同分辨率的数字电位器都有这样的现象。

1.请问这是怎么回事？

2.不改方案能解决吗？

3.能否推荐类似的衰减特性的控制方案？（不能改变输入输出特性，对电压跟电流都有要求）

I

  • 0
    Guru 94471 points

    亲，所谓数字电位器是一堆小MOS阵列切换电阻串的功能片子。切换逻辑及过程决定了噪音特性。因此；不是所有数字电位器都适合音响应用。建议用音响专用数字电位器产品。

  • 0 回复 KW X
    Prodigy 131 points

    对，不过我想不明白的是一些声称可以用在音量控制的芯片用在这里也会出现这样的噪声（比如x9110），而且它不单有信号通过时有，没信号通过时也有，当然我音箱音量开到特别大才听得到。排除片外电路的干扰，噪声是比较固定的分布在一些点上。看了一些专用的音量控制芯片里面都带了运放，估计输入输出的UI特性会改变，我这边用不了。。。。。

  • 0 回复 jiaxin li
    Guru 94471 points

    数字电位器一般是先短接后切转模式工作的，所以；一定有噪音。这是原理问题。所以；音响用电位器；需要专用的。如果有输入阻抗问题；建议用放大器缓冲一下后再给电位器。

  • 0
    TI__Expert 5463 points

    楼主你好，如果不太看重成本的话，可以考虑TI的音量控制专用芯片，如PGA4311。这些芯片专门为音量控制而设计，不会存在你说的这些问题。

  • 0 回复 KW X
    Prodigy 131 points

    谢谢，可惜我这里不是纯粹的音量控制，而是将输出通过分压引到反馈回路里面，所以不能改变输入输出特性，试过加缓冲但结果是整个信号都不受控制了。。。我是想看看还有没有其他办法能够替代传统的机械电位器。

  • 0 回复 jiaxin li
    TI__Expert 5463 points

    楼主你好，有没有考虑过使用VCA呢？

  • 0 回复 Vio Liu
    Prodigy 131 points

    没有，在这个环节里其实真正要控制的是U/I，也就是电阻特性。加入运放整个性质就都变了，虽然电压是能很好的按需求变化，但输出的电流不一样了。。。T^T

  • 0 回复 jiaxin li
    TI__Expert 5463 points

    如果要控制U/I，那么要么电流激励，要么电压激励。不管电流还是电压激励，输出量是什么，都可以由放大器来实现，因为放大器本身就可以接成电流放大器、电压放大器、跨阻放大器、跨导放大器呀

  • 0 回复 jiaxin li
    Guru 94471 points

    亲；不受控多是放大器带宽不够造成移相。建议试试高频运算放大器。

  • 0 回复 KW X
    Intellectual 880 points

    请教楼主：拉链声是啥？能否show一下输出和控制波形。

  • 0 回复 wan william
    Intellectual 880 points

    多快的速度会出现？慢时没有还是缓慢拉链？

  • 0 回复 KW X
    Prodigy 131 points

    你们说得都对！可能我表述得不够清晰，我还是把电路图贴出来吧。这是一个比较经典的效果处理电路，实现的是可控带通滤波。

    用机械式的电位器是没问题的，我想实现数控，但问题是数字电位器接在这里控制的时候会输出拉链声（排除SPI干扰）。

    数字电位器后级的输入是射极跟随器，这里我试了用运放缓冲（与输出隔离），再对信号用电位器控制，结果是整个信号不受控。

    不知是否有其他的方案能在这里实现和电位器一样的效果呢？还请不吝赐教，谢谢！

  • 0 回复 wan william
    Prodigy 131 points

    如下，从波形上看是一连串的窄脉冲，幅值在几十毫伏之内。接到音箱上听到的是类似拉拉链的声音。

    控制的信号是SPI，那里应该没什么问题，因为这噪声不是随SPI时钟频率变化而是随数据帧间隔变化，也就是内部开关翻转时产生的。

  • 0 回复 jiaxin li
    Guru 94471 points

    这种噪音；通常是PCB信号地线和电源地线共用导致的交调干扰，建议把地线缕一下。如有可能；电源线上增加RC退欧。

  • 0
    TI__Mastermind 22675 points

    可以使用PGA2310系列，动态范围100多dB，专门的音量控制。

  • 0
    Prodigy 10 points

    出现这种情况，还有一种原因是信号在切换过程中的阶梯噪声，是不是阶梯噪声辨别非常容易，在没有信号输入时，切换电位器，功放输出没有噪声， 当输入信号较大时，电子电位器的切换噪声变得明显。

    这是由于正弦波信号在上升或下降过程中，波形增加或减小，非线性变化，导致的阶梯噪声。而机械电位器却是连续、线性变换的，所以没有这个问题。尽管数字电位器细分较多，每一步的变换幅度不大，但依然有阶梯存在。

    像TI的PGA2310，专用的音量芯片，内部会有过零检测，当正弦波信号在零点期间，芯片才会更新音量值，否则它将音量值锁存在寄存器内，等待信号过零。

    希望能够帮到你。

  • 0 回复 Ahmed xu1
    Intellectual 880 points

    最后这个兄弟才靠谱。

  • 0 回复 Ahmed xu1
    Prodigy 131 points

    谢谢！这个问题我也查过许多资料，试过效果最好的数字电位器在没信号通过时几乎没有噪声，但其他大部分的在没有信号通过时也有这样的噪声。专用音量芯片也试过，PGA2310看了下价格，接受不了。试了TI的LM1971再外接缓冲电路，直接接音箱还是有比较大的拉链声。找了芯片原厂的人过来看，推测是内部传输门通断引起的，目前还没有找到十分确切的证据。

  • 0 回复 Vio Liu
    Prodigy 100 points

    你好，在用PGA4311采用菊花链写控制增益时，对4号PGA4311的控制字对前面的1，2，3号芯片有没有影响？你们在写增益控制字的文档处，没有说明我在写控制字后多久时间，PGA4311才有效。

    谢谢

    andoon@nuaa.edu.cn