什么是混合增益控制？它如何改善音频质量？

与 Cirrus Logic 产品线经理 Jonathan Taylor 的问答。

为数字控制的麦克风前置放大器实现平滑的增益控制是专业音频设备设计人员面临的长期挑战，尤其是因为在将控制集成到模数转换器 (ADC) 中时，会导致明显的砰噗声或拉链噪音。

那么，如何解决这些问题呢？为了了解如何解决这些问题，我们采访了我们的产品线经理 Jonathan Taylor，他解释了如何通过混合增益控制来解决这些问题。

在音频录制中使用模数转换器 (ADC) 前，您需要一个预调节电路，以将所有组件设置为正确的电平并滤除非音频噪声。其中的重要步骤之一是设置输入信号的音量，尤其是当您通过麦克风录音时。

在这种情况下，您可以控制输入的增益（音量），此增益是数字增益和模拟增益的组合。需要完美控制这些增益，以免影响最终录制效果。例如，如果增益在音频录制中的错误时间发生显著变化，就会产生明显的砰噗声。

如今，许多人面临的挑战在于，增益控制是一个复杂的过程。外部模拟增益和主处理器 (MCU/FPGA) 上的数字增益需要大量调整才能正常工作。

而混合增益控制则将全部这些控制功能集中到一处。我们全新的模数转换器 (ADC)/编解码器支持用户通过一台设备同时控制外部模拟增益和数字增益。我们还可以控制每个增益变化的时间和大小，从而显著减少任何砰噗噪声。我们替用户解决了这个复杂的问题，并通过减少听觉伪影来提高音频质量。

从技术上讲，如果增益变化控制不当，则模拟增益步长往往较大（1dB 及以上），并会导致砰噗声。相比之下，如果将数字增益步长控制得较小，则不会引起砰噗声。

我们的技术使用零交叉来控制增益步长，以检测何时应改变增益。改变模拟增益时，我们可以在相反方向上提供完美定时的数字增益步长，从而使步长为零。随后，我们缓慢地将数字增益提升到所需水平，而不会产生任何额外砰噗声。

此外，改变模拟增益有时会产生电荷注入（导致另一种砰噗声），我们可以通过瞬态屏蔽来防止这种情况。

使用传统技术解决这些问题具有挑战性。客户必须自行构建整个系统，包括零交叉。接下来，他们必须分别管理模拟增益和数字增益，然后再调整所有组件，以免出现任何砰噗声。这需要较高水平的技术知识和合适的设备。

混合增益方法的特别之处在于，它将所有这些过程集中到一个集成了所有关键组件的位置，从而极大简化了专业音频设备的设计流程。对于需要以一种更有效的方式最大限度提高音频质量的客户而言，这是一项重大进步。

我们很高兴看到客户使用这项技术。展望未来，该系统不仅十分灵活，而且还有一些备用寄存器可以添加更多功能。这是我们今后将会进一步讨论的主题。

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