Dynamic Speaker Management (DSM) User’s Guide

Dynamic Speaker Management (DSM)ユーザーガイド

この包括的なオンラインガイドは、お客様がDSMスマートアンプソリューションを迅速に設計する上で役立ちます。このガイドの最初のセクションでは、技術の概要を説明します。マキシムのDSM技術に関する基本的な理解を促し、アイデアから設計、生産へと進むためのヒントを提示します。第2のセクションでは、DSMを実装した設計について説明します。第3の最終セクションでは、マキシムのDSM Sound Studio GUIによるMAX98390の評価システムの使用に焦点を合わせます。

 


DSMスマートアンプの概要

DSMスマートアンプが有用である理由


  • DSMスマートアンプ = 高性能なIV検出アンプ + 集積化DSMアルゴリズム。
  • 対象アプリケーション:スマートホームIoT、産業機器、医療機器、ウェアラブル機器、ゲーム機、AR/VR民生製品。
  • DSMは、使いやすいチューニングツールにより、より大音量(SPL最大2.5倍増)かつ明瞭で、より深みのある(低音域を最大2オクターブ拡張)オーディオを実現します。
  • DSMの実装にプログラミングは不要です。
  • 7分間でスピーカーの特性評価が可能です。
  • PPR (Perceptual Power Reduction)により、オーディオ忠実度を損なわずに電力を最大25%節約します。
  • DSMのDebuzzerはバズ音の解決に役立ちます。
  • DSMは信頼性向上を実現し、小型、薄型の設計に最適です。

DSMの概要と仕組み


  • DSMは、スピーカーをその仕様電力定格以上で安全に駆動します。

    • 例:約1W~3Wのスピーカーに最適な5W DSMスマートアンプ
  • 振動幅および温度限界がスピーカーの電力定格を規定 スピーカーの電力定格が重要になるのは、過熱や過剰な振動幅から保護することができない場合のみです。
  • IV検出 + DSMアルゴリズム 振動幅および過熱保護 スピーカーを電力定格以上で駆動 SPLの最大2.5倍増と大幅な重低音

マキシムのDSMのヒストリー

マイクロスピーカーの基礎

どのようにDSMは信頼性を向上させるのか

DSMを実装した設計

DSM向けのスピーカーの選択

  • DSMは、密閉ボックスエンクロージャに収められた1W~3Wのマイクロスピーカーに使用するように最適化されています。
  • DSMを導入する際は、最大振動幅および最大ボイスコイル温度が必須の仕様となります。マイクロスピーカーベンダーはこれらの仕様を必要とします。
  • マキシムが推奨するマイクロスピーカーベンダーへのリンクについては、こちらをクリックしてください。
  • マイクロスピーカーとDSMの仕組みの詳細については、このユーザーガイドの「DSMスマートアンプの概要」のセクションを参照してください。

DSMが適合するシステムとは


  • DSMは、密閉ボックスエンクロージャに収められた1W~3Wのマイクロスピーカーに使用するように最適化されています。注記:その場合に最も制御されたオーディオ応答と最大値がDSMから得られますが、通常、前方の音波が後方の音波から分離されているかぎり、ベアドライバ(エンクロージャなし)の状態で最適な性能が発揮されます。

最終設計のスピーカーをレーザー較正に送る


  • 最終的な高精度レーザー検証試験のために、最終設計のマイクロスピーカーのサンプル3~5個とエンクロージャデザインをマキシムに送ることが強く推奨されます。
  • 特性評価が完了した後、テストパラメータ仕様(TPS)レポートが送付されます。
  • 詳細については、「DSMのレーザー特性評価」ページを参照してください。

DSM実装の量産化

DSM実装を生産ラインに載せる方法

  • 生産ラインでは、最も重要なステップは、スピーカーにつきRDCを既知の温度で較正することです。この作業は、DSMの過熱保護に正確な基準点を与えるために必要です。
  • マキシムは、必要に応じてRDCの測定や設定を支援することができます。
  • DSM Sound Studioは、アンプのセットアップ用に包括的なレジスタマップを生成します。オンチップメモリは揮発性であるため、このレジスタマップはアンプを起動するたびにホストによってロードされる必要があります。
  • 前のセクションで指摘したとおり、最終設計のマイクロスピーカー(エンクロージャを含む)はマキシムにてレーザー特性評価を行うことも強く推奨されます。
  • 信頼性を向上させるため、RDCを予想レンジと照合して不良スピーカーを排除します。詳細については、「どのようにDSMは信頼性を向上させるのか」のセクションを参照してください。
  • 生産試験および信頼性確保の標準的手法を順守することが強く推奨されます。

DSM Sound StudioによるMAX98390の評価

MAX98390EVSYSの導入

DSM Sound Studioとは

  • DSM Sound Studioは、マキシムのEVキットに付属する標準的なGUIを補完するものです。
  • クイックデモ、極めて迅速なスピーカー特性評価、チューニング、各種スピーカーやさまざまなチューンの容易な評価が可能です。

クイックデモ


抽出


    過熱保護

    • DSMの過熱保護は、マイクロスピーカーをその仕様上の温度限界まで安全に駆動します。
    • 過熱保護を使用すると、設計者は仕様上の電力定格を無視し、スピーカーをはるかに強力に駆動することができます。
    • ボイスコイルの温度限界(C):マイクロスピーカーの部品が溶融しないボイスコイルの温度上昇限度を特定します。
    • マキシムのDSMスマートアンプは、下図に示す関係からスピーカーのインピーダンスを監視することにより、IV検出を使用してボイスコイルの温度を制限します。
    • 抵抗の温度補正

      抵抗の温度補正

    振動幅保護

    • DSMの振動幅保護は、スピーカーをその仕様上の振動幅限界まで安全に駆動します。
    • 振動幅保護を使用すると、仕様上の共振周波数を無視し、低音域を共振周波数から最大2オクターブ拡張することができます。
    • 振動幅限界(mm)とは、破損せずにすむ振動板の可動域を指します。
    • マキシムのスピーカー特性評価プロセスは、スピーカーの共振周波数とQ値をモデル化し、成分を予測することにより、スピーカーが過振動幅から常に保護されるよう保証します。

チューン


    ステレオ低音管理

    • ステレオシステムにおいて均一かつバランスのとれた低音体験を実現します。
    • ステレオ低音管理を有効にすると、両チャネルの低周波が合計されて両チャネルに送られ、中高周波のステレオイメージを維持しつつ低音応答を最大限に増強します。
    • ステレオ低音管理の制御:イネーブル/ディセーブル。

    Low Frequency Extension (LFX)

    • LFX is a feature that empowers the design to safely extend the bass response significantly below the resonant frequency.
    • LFX is a true bass extension algorithm. It does not use distortion components to psychoacoustically enhance bass.
    • Controls for LFX include: Enable/Disable, Highpass Filter, Gain, and Q.

    Dynamic Range Compressor (DRC)

    • MAX98390 includes a Dynamic Range Compressor.
    • DRC attenuates loud signals and amplifies low signals. This ensures that the listener is not jarred by loud sounds like guns firing or blaring advertisements while still being able to hear softer sounds like footsteps or a quiet voice.
    • Controls for DRC include: Enable/Disable, Compression Ratio, Compression Threshold, Noise Gate Threshold, Attack Time, Release Time, and Makeup Gain.

    8-Band Parametric EQ

    • MAX98390 includes 8 bands of parametric equalization.
    • 7 filter types provided:

      • Parametric
      • Lowpass
      • Highpass
      • Notch
      • Bandpass
      • Low-Shelf
      • High-Shelf
    • Controls for EQ: Enable/Disable, Filter Type, Q, Gain, Fc.

    Debuzzer


    • A patented feature that helps address the buzzing inherent in some speaker designs.
    • Audio designs will often have mechanical buzzing due to the audio output interacting with the casing or mechanical design. In these cases, engineers traditionally employ a static notch filter, but this reduces the loudness (SPL).
    • Maxim’s Debuzzer technology employs a programmable, dynamic notch that maximizes SPL, which only attenuates when signal levels are high enough to stimulate buzzing.
    • Controls for Debuzzer include: Enable/Disable, Frequency, Q, and Threshold.

    Perceptual Power Reduction (PPR)


    • A patented algorithm that saves up to an additional 25% of power with no loss in audio fidelity.
    • PPR uses the human hearing response, which is much less sensitive at low frequencies, along with DSM’s knowledge of the micro speaker’s frequency response to dynamically filter inaudible content.
    • Threshold for PPR is tunable in Maxim’s DSM Sound Studio GUI and can be set to an even more aggressive level to save even more power.
    • Controls for PPR include: Enable/Disable, Threshold.

Evaluate


  • How Can Evaluate Be Used?

    • The Listening/Evaluation page

      • Complete Register Map = Hardware configuration + speaker protection + tuning.
    • On the DSM Sound Studio Listening/Evaluation page, you can load up to 4 saved tunings and compare them in real time.
    • You can also mimic different end-user experiences using this page. A user can switch between music and voice modes or perhaps standard vs. ultra-low power mode.
    • Tuning selection can be done using a mouse, number keys, or arrow keys.
    • By clicking the Save All button , the complete register map is saved.

Go! - Sending Your Speaker to Maxim for Laser Characterization


  • Sending in Your Final Speaker for Laser Calibration

  • What is Laser Characterization and Why Do I Need It?