如何提高微型揚聲器的響度

在當今的消費電子市場中，微型揚聲器已經廣泛應用于各種設備，包括游戲設備、智能家庭物聯(lián)網設備和可穿戴設備。盡管那些在公眾場合將私人電子產品的聲音開的很大常常令人新生討厭，但在購買的時候你當然會更青睞那些在確保保真度下具有更寬的響度范圍，如何提高微型揚聲器的響度以及低音響應成為很多音頻設計者的主要設計考慮。

這些微型揚聲器雖然體積小巧，但其基本組件——振膜、音圈和磁鐵與傳統(tǒng)揚聲器并無二致。然而，由于其組件體積更小，結構更簡潔，因此其整體外形也更為緊湊和輕薄。然而，微型揚聲器的小體積也帶來了一些挑戰(zhàn)。其音量（聲壓級）和低音響應通常受到限制，因為音箱越小，諧振頻率越高，導致低音衰減，聲音表現(xiàn)偏弱。但是，通過持續(xù)監(jiān)測和保護揚聲器，使其免受故障條件的影響，可以顯著提升揚聲器的音量和低音響應。

在微型揚聲器應用中，器件所面臨的可靠性挑戰(zhàn)相比之前的大尺寸揚聲器已經出現(xiàn)了很大的變化：微型揚聲器的線圈溫度例如在封閉的手機內有可能高達100攝氏度，振膜的振動幅度也有可能達到機械極限（超過極限將出現(xiàn)線圈碰撞磁路或者振膜碰撞頂板保護罩）。

標準放大器無法監(jiān)測和保護揚聲器免受這兩種條件的影響，因此揚聲器的額定功率往往被保守設定。智能驅動芯片通過對于揚聲器驅動信號電壓和電流的實時監(jiān)控，可以計算出揚聲器的阻抗曲線，并進一步推導出揚聲器（或模組）的諧振頻率、振幅、溫升，而這些參數(shù)均會因為信號的不同以及環(huán)境的變化出現(xiàn)動態(tài)變化。

在這里，ADI的專利動態(tài)揚聲器管理（DSM）技術可以發(fā)揮關鍵作用。DSM技術提供了一種安全的方式來驅動微型揚聲器超過規(guī)定的最高額定功率。DSM算法可以將音量（聲壓級）最多提高2.5倍，并將低音響應擴展至諧振頻率下最多兩個八度音階，同時實現(xiàn)卓越的功耗效率。

提供過沖和過熱保護，MAX98390驅動揚聲器到最大限值

當今消費類設備要求揚聲器必須適應更小的空間尺寸，使得越來越多的應用開始采用微型揚聲器。揚聲器體積越小，音量或聲壓等級(SPL)越低，諧振頻率越高，從而導致低音衰減。通過加大微型揚聲器驅動來提高音量和低頻響應，很容易造成過熱和振膜擺幅過大，損壞微型揚聲器。

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）的微型揚聲器安全地驅動到更高的功率（最高5.1W），充分釋放系統(tǒng)的全部音頻潛力。同時，它也可以與5W揚聲器配合使用，進一步提升音量和低音效果。

通過采用集成的IV (電流和電壓)檢測技術和ADI專有的DSM算法，MAX98390可以將揚聲器驅動到其最大限值，并提供過沖和過熱保護，輕松應對上述設計挑戰(zhàn)。DSM器件的熱保護功能使設計者能夠安全穩(wěn)定地驅動揚聲器，突破額定功率限制，獲得最大音量。DSM振膜保護使設計者能夠驅動揚聲器到其振膜規(guī)定的限值，突破諧振頻率的下限，改善低頻響應(兩個八度)。

總結而言，MAX98390可以為微型揚聲器帶來幾個方面的優(yōu)勢：更大音量、重低音音效，相比傳統(tǒng)5V放大器，音量提升高達2.5倍(聲壓等級)，低頻音域擴展2個八度，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，使設計者在幾分鐘內即可清晰地聽出DSM的應用效果，輕松地對自己的揚聲器進行特征分析和原型搭建，顯著降低設計時間和工作量；業(yè)界領先的功耗：提供當前市場中最低的靜態(tài)功耗，升壓型D類放大器的峰值效率高達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一步提高25%的功率，最低靜態(tài)功耗僅為24mW，有效延長電池壽命，且不會降低保真度。

借助DSM Sound Studio GUI快速設計智能放大器解決方案

為了有效地保護揚聲器，放大器算法必須基于對揚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。傳統(tǒng)上，設計者必須經過耗時且復雜的特征分析過程，或者依賴于供應商的支持，對其揚聲器及其外殼進行特征分析。由于大多數(shù)項目在原型開發(fā)階段會采用不同的揚聲器，供應商需要在長達數(shù)周時間提供支持或要求特殊的設備及專業(yè)知識，從而進一步加大了設計挑戰(zhàn)。

但借助ADI的DSM Sound Studio GUI，這一過程變得前所未有的簡單和快捷，只需不到3分鐘即可對揚聲器的保護算法進行描述和定制。DSM Sound Studio是MAX98390中用于揚聲器參數(shù)提取、調優(yōu)和自定義DSM設置的GUI工具。此外還可選用另一款GUI，即MAX98390C/D評估軟件，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、超快揚聲器特性表征、調優(yōu)，以及輕松評估不同的揚聲器和不同的曲調。DSM Sound Studio V2通過提供更詳細的相關幫助、經優(yōu)化的參數(shù)提取和更豐富的立體聲功能，以幫助完成簡單的自導式設計，為用戶實現(xiàn)了更出色的用戶體驗。

MAX98390通過簡單易用的“DSM Sound Studio GUI”，幫助客戶快速、輕松地對多種揚聲器進行特征分析，大幅縮短設計時間。結合DSM的熱保護功能，無需復雜編程，幾分鐘內即可在超寬頻率范圍內獲得最大音量。

審核編輯：湯梓紅