如何提高微型扬声器的响度

在当今的消费电子市场中，微型扬声器已经广泛应用于各种设备，包括游戏设备、智能家庭物联网设备和可穿戴设备。尽管那些在公众场合将私人电子产品的声音开的很大常常令人新生讨厌，但在购买的时候你当然会更青睐那些在确保保真度下具有更宽的响度范围，如何提高微型扬声器的响度以及低音响应成为很多音频设计者的主要设计考虑。

这些微型扬声器虽然体积小巧，但其基本组件——振膜、音圈和磁铁与传统扬声器并无二致。然而，由于其组件体积更小，结构更简洁，因此其整体外形也更为紧凑和轻薄。然而，微型扬声器的小体积也带来了一些挑战。其音量（声压级）和低音响应通常受到限制，因为音箱越小，谐振频率越高，导致低音衰减，声音表现偏弱。但是，通过持续监测和保护扬声器，使其免受故障条件的影响，可以显著提升扬声器的音量和低音响应。

在微型扬声器应用中，器件所面临的可靠性挑战相比之前的大尺寸扬声器已经出现了很大的变化：微型扬声器的线圈温度例如在封闭的手机内有可能高达100摄氏度，振膜的振动幅度也有可能达到机械极限（超过极限将出现线圈碰撞磁路或者振膜碰撞顶板保护罩）。

标准放大器无法监测和保护扬声器免受这两种条件的影响，因此扬声器的额定功率往往被保守设定。智能驱动芯片通过对于扬声器驱动信号电压和电流的实时监控，可以计算出扬声器的阻抗曲线，并进一步推导出扬声器（或模组）的谐振频率、振幅、温升，而这些参数均会因为信号的不同以及环境的变化出现动态变化。

在这里，ADI的专利动态扬声器管理（DSM）技术可以发挥关键作用。DSM技术提供了一种安全的方式来驱动微型扬声器超过规定的最高额定功率。DSM算法可以将音量（声压级）最多提高2.5倍，并将低音响应扩展至谐振频率下最多两个八度音阶，同时实现卓越的功耗效率。

提供过冲和过热保护，MAX98390驱动扬声器到最大限值

当今消费类设备要求扬声器必须适应更小的空间尺寸，使得越来越多的应用开始采用微型扬声器。扬声器体积越小，音量或声压等级(SPL)越低，谐振频率越高，从而导致低音衰减。通过加大微型扬声器驱动来提高音量和低频响应，很容易造成过热和振膜摆幅过大，损坏微型扬声器。

MAX98390是一款升压型数字DG类DSM智能放大器，采用6.3mm2的封装，将额定功率通常较低（最高约3W）的微型扬声器安全地驱动到更高的功率（最高5.1W），充分释放系统的全部音频潜力。同时，它也可以与5W扬声器配合使用，进一步提升音量和低音效果。

通过采用集成的IV (电流和电压)检测技术和ADI专有的DSM算法，MAX98390可以将扬声器驱动到其最大限值，并提供过冲和过热保护，轻松应对上述设计挑战。DSM器件的热保护功能使设计者能够安全稳定地驱动扬声器，突破额定功率限制，获得最大音量。DSM振膜保护使设计者能够驱动扬声器到其振膜规定的限值，突破谐振频率的下限，改善低频响应(两个八度)。

总结而言，MAX98390可以为微型扬声器带来几个方面的优势：更大音量、重低音音效，相比传统5V放大器，音量提升高达2.5倍(声压等级)，低频音域扩展2个八度，小尺寸封装；易用性，凭借ADI全新的DSM Sound Studio软件GUI，可快速演示系统功能，使设计者在几分钟内即可清晰地听出DSM的应用效果，轻松地对自己的扬声器进行特征分析和原型搭建，显著降低设计时间和工作量；业界领先的功耗：提供当前市场中最低的静态功耗，升压型D类放大器的峰值效率高达86%,凭借ADI的感知降功率(PPR)专利算法，可不损失音频保真度的情况下额外进一步提高25%的功率，最低静态功耗仅为24mW，有效延长电池寿命，且不会降低保真度。

借助DSM Sound Studio GUI快速设计智能放大器解决方案

为了有效地保护扬声器，放大器算法必须基于对扬声器的特性充分了解，例如谐振频率、振膜摆幅限值以及音圈热保护。传统上，设计者必须经过耗时且复杂的特征分析过程，或者依赖于供应商的支持，对其扬声器及其外壳进行特征分析。由于大多数项目在原型开发阶段会采用不同的扬声器，供应商需要在长达数周时间提供支持或要求特殊的设备及专业知识，从而进一步加大了设计挑战。

但借助ADI的DSM Sound Studio GUI，这一过程变得前所未有的简单和快捷，只需不到3分钟即可对扬声器的保护算法进行描述和定制。DSM Sound Studio是MAX98390中用于扬声器参数提取、调优和自定义DSM设置的GUI工具。此外还可选用另一款GUI，即MAX98390C/D评估软件，可用于更改放大器的配置，例如升压电压、限流值等。

DSM Sound Studio支持快速演示、超快扬声器特性表征、调优，以及轻松评估不同的扬声器和不同的曲调。DSM Sound Studio V2通过提供更详细的相关帮助、经优化的参数提取和更丰富的立体声功能，以帮助完成简单的自导式设计，为用户实现了更出色的用户体验。

MAX98390通过简单易用的“DSM Sound Studio GUI”，帮助客户快速、轻松地对多种扬声器进行特征分析，大幅缩短设计时间。结合DSM的热保护功能，无需复杂编程，几分钟内即可在超宽频率范围内获得最大音量。

审核编辑：汤梓红