“喂！關小聲點！”

您很可能在某個時候聽過這樣的話，尤其是如果您像我一樣也喜歡開大音量聽音樂！如果您決定責成“關小音量”，那么還能做什么呢？當然是伸手進行音量控制啊！

什么是音量控制？簡單來說，就是用來減小音頻信號幅值的電路。通常減小幅度會從無到有，低到一定程度就會讓音頻小聲得聽不見。很多音頻設備都是數字控制的，但仍然有許多帶旋鈕的系統，您可通過旋轉旋鈕調節音量。

該旋鈕實際是一個叫做電位計的電子組件，如圖 1 所示。電位計是帶三階端子的特殊電阻器，叫做滑動片。轉動旋鈕時，滑動片就會前后移動，改變在滑動片端看到的電阻數。這可創建一個分壓器行為，因此電位計是用于音量控制電路的理想組件。

但并非所有電位計都一樣。三個最常見的類型或錐度是：線性錐度、對數（或音頻）錐度以及反向對數（或反向音頻）錐度。圖 2 是每個錐度的電阻隨旋轉變化的情況。

人類聽覺可跨越很大的動態范圍，因此通常用對數單位分貝 （dB） 來表示音頻信號的強度。理想的音頻控制具有支持 dB 線性的衰減特性，在旋轉音量旋鈕時音量變化非常自然。因此，音頻錐度電位計通常可用作音量控制。但正如您可從圖 2 中看到的那樣，這些電位計并非真正的對數，更像具有不同斜率的兩個線性電位計的組合。這在實現 dB 線性衰減方面表現不佳，但幸好還有更好的方法！

1980，Peter Baxandall 創建了一款被稱之為 Baxandall 有源音量控制的電路，如圖 3 所示。這種電路簡單靈活，可通過實施智能分流反饋采用線性電位計實現優異的 dB 線性衰減性能。這種電路具有高輸入阻抗與低輸出阻抗，因此無論連接什么樣的電源和負載阻抗，都能保持其衰減性能。

可使用基爾霍夫電流定律和歐姆定律分析該電路的轉換函數。在這里我不介紹整個分析過程，只給出結果：

如果繪制轉換函數與旋轉百分比的曲線圖（如圖 5 所示），您可看到可實現的、近乎完美的 dB 線性衰減特性。由于轉換函數接近負無限大，因此當旋轉至零時衰減會急劇下降。這實際上非常令人滿意，因為在實際電路中這將提供無法聽到的極低“關閉”音量。

Baxandall 有源音量控制電路可作為TI 高精度設計（專業音響有源音量控制）的基礎。在該設計中，我不僅對該電路的原理進行了詳細分析，而且還提供了全面的仿真及實際結果，以及所有電路板原理圖、布局和材料清單文件。如果您對音頻設計感興趣，我極力推薦您了解一下！

責任編輯：haq