手机音频芯片

声音的传播过程,简而言之就是将声波变成电信号,将电信号从模拟信号(经过采样、量化和编码)转变为数字信号,再放在信道(可以看作是声音的传播通道,类比汽车行驶的高速公路)进行传播,抵达接收端的时候,再将数字信号还原为模拟信号,最终将电信号还原为声波。为什么不直接用模拟信号进行传播呢?很简单,还是电压这个例子,3.5V和4V对于模拟信号来说区别很大,如果直接用模拟信号传播的话,在复杂多变的信道环境中很容易受到干扰,让3.5V电压值畸变成4V,数据无效,需要重传数据。

  将模拟信号转换为数字信号再进行传播的话,即使遇到干扰和噪声,让3.5V电压值变成了4V,根据上文提及的数字信号的特征,我们假定了在5V以下,3.5V和4V都属于低电平,也就是“0”这种状态,所以数字信号在信道传输过程中,即使被干扰也只会出现“0”这种信号,最终抵达接收端的时候,通过解码程序就能够准确无误将“0”这种数字信号状态还原成“3.5V”这个模拟信号物理量。

ADC芯片的作用,其实就是负责在模拟信号转变为数字信号的时候,尽量提高采样率,同时减少压缩率。

输入设备

这年头不要说索尼、魅族和vivo,连小米、nubia、联想等不是音乐播放器起家的厂商也在追求这项参数。192kHz指的是采样速度,24bit指的是量化位数。由于采样速度和量化位数的内容牵扯到很多音频知识,但是它们不是今天的主题,所以请各位读者姑且记住,这对数值越大越好,也就是192kHz/24bit相比以前的44.1kHz/16bit(CD标准)采样率要好。

  提高采样率的同时,我们需要减少压缩率,也就是和MP3格式之类的高压缩音频文件说再见。还记得以前没有出现192kHz/24bit的所谓“高保真”音频文件的时候,我们买CD听的时候也会觉得CD的音质很好。而上文提过,CD标准的采样率只是44.1kHz/16bit,为什么相比如今那么多所谓采用192kHz/24bit采样率的音源文件(MP3格式),音质上好上不少,这就是压缩率的原因。

  MP3、OGG格式的音频文件经过压缩之后,把很多细节阉割掉,音质差了不少。采用这种有损压缩格式进行存储音乐文件的原因,主要还是因为采用了高采样率采样的音频文件体积庞大,不便于后期存储和移植到其它地方分享、传播。而CD标准的压缩率普遍不高,所以即使采用率不高,但是依然能够拥有很好的音质。

  像MP3、OGG这类依靠丢失细节和损害音质,从而大幅度压缩文件大小的音频格式,我们称为有损压缩。另一种相对的压缩方式就是无损压缩。常见的无损压缩格式有FLAC、WAV、DSD、APE,这几种格式压缩率不高,很好地还原了音频文件的细节,缺点就是生成的文件体积比较大。

解释了ADC职能,接下来我们看看前端。前端的作用就是把刚刚录制好的声音片段(已经变成了数字信号),通过软件和硬件结合调用的方式进行解压缩和解码。既然有了将模拟信号编码成数字信号,之后进行了压缩的步骤(录音),根据对称性,肯定有解压缩,并且将数字信号还原成模拟信号的步骤(回放声音)。

前端

  关于解压和解码,以本文的重点——智能手机为例,回放音乐时候,我们首先打开音乐播放器,这时候音乐播放器就会有两种选择,要么调用专门的DSP芯片(例如Cirrus Logic的CS4398)对音频文件进行解压缩和解码(俗称硬解),要么就推给万能的CPU进行处理(俗称软解)。CPU日常工作本身就很多,再扔给它处理音频解压和解码无疑增加了CPU的运算压力,不要以为如今的CPU已经拥有8核心,上了64位架构运算能力就很了不起,音频文件需要处理的信息量也与日俱增,更别提有时候CPU还要兼顾处理4K视频等庞大的信息量。所以为了减轻处理器的工作压力,手机厂商在硬件层面上引入一些芯片分担处理器运算压力,除了本文提及的DSP(DAC、ADC等),最常见的例子还有苹果和华为如今大肆宣传的协处理器。

言归正传,专职负责音频解压和解码工作的DSP芯片,常见的有CS4398和ES9018K2M。当然,在解压音频文件的过程中,手机厂商特别喜欢加入“音效混响”来优化音质的表现。加入不同的音效进行优化,都会让最终的音频文件在回放时候走向两种不同的结果。

业界喜欢将能够提高“Hi-Fi”音质的音效称为“还原性音效”,而将能够让音质变得更加符合用户个人喜好的音效称为“修饰性音效”。。“还原性音效”的代表就是Dirac、Beats、BBE,“修饰性音效”的代表就是SRS。

解压完毕,接下来就进入解码阶段,依然是CS4398等DAC芯片的职能,将离散型的脉冲电流(数字信号)变成喇叭能够识别的交流电信号(模拟信号)。

后端和输出设备

  DAC解码之后,由数字信号(脉冲电流)还原得到的模拟信号(交流电),信号一般都比较弱,手机厂商为了让这种交流电能够更好地推动耳机和喇叭工作,通常都会加入耳放/功放/运放芯片,放大模拟信号,增加交流电的电流强度,推动阻抗更高的耳机/喇叭,或者驱动灵敏度更低的耳机/喇叭。这部分的职能由OPA2604等运放/功放芯片和MAX97220等耳放芯片负责。

  模拟信号经过耳放/功放/运放的放大后可以输出到输出设备(喇叭)上了。

牵扯到电学、力学和声学三门物理学知识。

了解了声音的传播原理和Hi-Fi芯片分别作用于声音传播的哪些环节,接下来我们总结一下:

  1、输入阶段:ADC,例如TI TLV320ADC

  2、解码阶段:DAC,例如Cirrus Logic CS4398

  3、输出前放大信号阶段:运放/功放/耳放,例如OPA2604

主流手机Hi-Fi芯片

  接下来我们看看主流的手机HIFI芯片,TI和ESS两家厂商不仅仅生产单一环节的Hi-Fi芯片,例如ESS,除了生产解压和解码环节的DAC芯片,还生产放大信号环节的运放/功放芯片。接下来,小编按照厂商顺序分别聊聊上述的一些Hi-Fi芯片。PS:下面的芯片参数全部来自芯片厂商或者手机厂商公布在官方网站的数据。

  Wolfson/欧胜

  2014年5月,Wolfson/欧胜正式宣布被最大竞争对手Cirrus Logic收购,同年8月,收购完成。如今,在Cirrus Logic的芯片官网,已经能够看到Wolfson/欧胜以前和现在的一些电子芯片资料和白皮书。在智能机诞生早期,也就是Cirrus Logic和ESS没被vivo扶正的时代,欧胜的音频解码芯片还是挺受欢迎的,不少手机厂商,例如三星,不想使用处理器自带SoC中的集成音频芯片,所以选择了和欧胜采购WM系列解码芯片。

  从6款欧胜的经典解码芯片中可以得知,WM5102的综合音频参数最佳,而这颗芯片曾被用在三星S4、联想K860i和魅族MX3上,巧合的是这三套平台都是采用了三星Exynos处理器。据业界的专业人士反应,早期三星处理器平台的音频解决方案一般比Qualcomm处理器平台的要好一点点。三星也不是第一次在自家的SoC平台上引入独立音频解码芯片,早在三星S3和三星Note II时候就已经使用过另一颗芯片——WM8958。

  WM1811可以看作是WM5102的低功耗版本,而WM8994和WM5102的性能指标很相似,被用于魅族MX2上。WM8918则被酷比和飞利浦手机用过,酷比手机也是近年来仅次于vivo,在智能机上广泛引入Hi-Fi芯片的厂商,只不过品牌名气不高而已。而WM8281最为熟悉,就是前些日子主打“全时Hi-Fi”的联想乐檬X3其中一块解码芯片。仔细观察,你会发现这6颗芯片不再局限于44.1kHz/16bit的CD音频采样标准,时代在进步,消费者和厂商对音频文件的采样率也提出了进一步的要求,不过正如上文所说,采样率高还要保证压缩率低,采用无损压缩为最佳,否则糟蹋了辛辛苦苦采样的音频文件。

  Cirrus Logic

  自从vivo X1引入CS8422之后,SRC问题被解决了,同时手机解码音质也被CS4398变得更有“胆味”,这是以往智能手机从未出现过的两项新革命。从此,Cirrus Logic和vivo形影不离,vivo三大系列(X、Xplay、Xshot)旗舰机不少都使用过Cirrus Logic的解码芯片,而CS4398也是vivo用得最为成熟的解码方案,不亚于ESS平台。

  CS4398曾经是业界知名“胆机”的解码芯片,所以才一直被Hi-Fi发烧友抱以高度评价,至于CS4353则是vivo X1S时候,由于供货紧张导致产能不足,vivo将CS4353替换掉CS4398,两者在参数上还是有一定区别的,不过实际听感可能未必如参数那样明显。至于CS8422则是专门用于解决SRC问题,这颗芯片的参数本身也不低,甚至高于CS4398。关于SRC问题,小编在这里不展开讨论了,简单来说就是更高保真地还原声音,减少Android和ARM架构处理器共同对音频解码过程中产生的负面影响。通过国内外的评测机构拆机发现,CS37系列解码芯片曾经被用于iPhone上,当然,也是定制版。至于CS42L73则被用于小米手机3(移动版,Tegra 4处理器平台)上。

  ESS

  又让我想起老白的经典语录,“魅族MX4 Pro的动态范围是知名的音乐播放器HIFIMAN HM-901的4倍”。不过也正因为这样的对比,才进一步凸显了ES9018K2M在智能手机中的地位,纵然表现上相比专业播放器中那块ES9018解码芯片还有一段很大的距离,但是能够将低功耗版的ES9018K2M塞进去手机中,vivo和魅族等厂商也是蛮拼的。专业播放器领域有不少彪悍的Hi-Fi芯片,知名的芯片厂商也不只Cirrus Logic和ESS这几家,但是能够在保证性能不被大幅缩水基础上将Hi-Fi芯片体积缩小,并塞下手机之中,Cirrus Logic和ESS确实树立起标杆作用。

 ES9018K2M自vivo X3上首发开始,出色的性能参数让其逐步取代CS4398,成为了业界公认的手机音频解码芯片之王,除了vivo,还有酷比、小米、魅族、TCL和IFA之后比较火的Gigaset的部分机型都选择了这颗解码芯片。而SABRE9018C2M则是小米Note 顶配版和联想乐檬X3上出现的进阶版ES9018K2M,从上面表格可得,相比参数上略微提升一点点而言,体积缩小这个优势无疑更具吸引力,让更多主打轻薄的智能机都能够塞下这颗旗舰级别解码芯片。ES9028Q2M则是vivo X6Plus最新搭载的解码芯。

除了解码芯片,ESS还有两颗运放/功放芯片:ES9601和ES9603Q比较知名,分别用于vivo X5Max和vivo X6Plus上。

纵然TI的OMAP系列处理器已经退出了手机市场的竞逐,但是TI大量的传感器和音频芯片却依然活跃在智能手机行业中,其中Moto特别喜欢采用TI家的传感器,代表作为Moto X的两颗低功耗的DSP(自然语言处理器和语境计算处理器),而TI在音频芯片方面代表作有OPA1612和OPA2604。

OPA2604第一次出现在智能手机上是在vivo Xplay,当时引起了业界轰动,主要还是因为这颗运放/功放芯片本身是一颗双极运放/功放,需要正负电压双供电电路,对于如此苛刻的供电需求,更盛传在vivo Xplay上市前更换了不少新的电压控制IC来驾驭它。这也是vivo Xplay成功的地方,试问昔日又有多少手机厂商能够将这种需要独立供电的运放/功放芯片引入到体积本来就不大的手机中?除了vivo两代Xplay系列旗舰搭载了这颗芯片,锤子Smartisan T1也引入了这颗Hi-Fi芯片,不同的是,老罗并没有像vivo那样引入独立的DAC。

而OPA1612则是魅族MX4 Pro开始,正式取替OPA2604成为业界主流的运放/功放芯片,代表机型还有vivo X5Max、小米Note、魅族PRO 5、联想乐檬X3,以及最近发布的锤子Smartisan T2。OPA1612最突出的优点是CMRR(共模抑制比)值极其稳定,从1Hz到80 KHz都始终保持120dB不变,这样使得OPA1612在整个音频里都能保持优秀的高解析力,而且失真度很低。这也就不难理解为什么小米Note连续用了两颗OPA1612,在联想乐檬X3上更连续用了三颗。

  除了独立运放/功放芯片,TI还生产像TLV320ADC的模拟转数字信号芯片,正如上文所说,ADC主要是作用在录音阶段的芯片,保证高保真地录入音频文件。vivo Xshot是一款经典的Hi-Fi手机,不是因为其参数和表现比vivo X5Max或者vivo X6Plus更加出色,而是因为vivo Xshot从音频在输入到手机(TLV320ADC)、在手机中解压解码(CS4398)、从手机输出到耳机(MAX97220)全过程都有Hi-Fi芯片的引入,所以才称其为经典和蓝本。

AKM

  自vivo将Cirrus Logic和ESS两家厂商的Hi-Fi芯片引入到手机端之后,欧胜的地位一落千丈,最终也在2014年被Cirrus Logic收购。除了Cirrus Logic和ESS双雄争霸,业界也有不少手机厂商尝试和其它Hi-Fi芯片厂商合作,寻求新的火花。其中,AKM的解码芯片在这一两年被nubia引入到手机中。

AK4961最早出现在nubia Z7上,是AKM专为智能手机与平板产品打造的高级音频DSP编解码器,从AKM官网公布的参数看,这一解码器和ES9018K2M类似,支持192kHz/32bit采样率,不过信噪比可能不够ES9018K2M出色。在专业评测机构报告中也显示,AK4961纵然是AKM面向旗舰机定制的Hi-Fi芯片,但是相比ES9018K2M的信噪比、动态范围、谐波失真、互调失真和立体声分离度的得分都要低。

  而15年年度旗舰nubia Z9同样采用了这颗AK4961,和下文提及的YAMAHA那颗YSS205X-CZE2一样,支持实时耳返功能,可以充当一个口袋录音棚,兼容当前业界大部分K歌app。再者,AK4961集成了低噪音低功耗的麦克风放大器,能够实现语音方面的操作,例如降噪和消除回声等。

  AK4375则是AK4961的缩水版,纵然在上面表格参数上并没有直观反映出来,根据资料显示,nubia Z9 Max、nubia Z9 Max 精英版、nubia My 布拉格三款产品都搭载了这颗芯片,除此以外,vivo和Gigaset两家厂商的部分机型也有搭载这颗定位中端的解码芯片。nubia的品牌设计总监王汇也在接受媒体采访的时候表示,AK4961重点是解码,而AK4375则是为了获得更好的功放效果,不属于同一个类型。

  YAMAHA

  YSS205X-CZE2首次出现在手机上是vivo X5的时候,但是在KTV领域早就享誉盛名,vivo并不是创新地将一颗Hi-Fi芯片从无到有打造出来,而是善于将Hi-Fi音频领域的芯片引进到手机上,和业界知名厂商(Cirrus Logic、ESS、YAMAHA等)合力打造定制版的Hi-Fi芯片,让手机用户也能够过把Hi-Fi瘾。YSS205X-CZE2是一颗在智能终端上搭载的专业级卡拉OK数字环绕声信号处理芯片,正如上文所说,这块芯片具有专业的实时耳返功能,同时还能够实现多种混响空间音效和实时算法,例如实时消除人声算法、实时升降调算法、防啸叫算法、回音消除AEC算法和实施降噪算法。

采用这颗YSS205X-CZE2芯片进行K歌时,演唱者声音的录制和耳放存放在同一颗IC内进行处理,换句话说从声音的录制、到音频信号的处理、再到声音的播放,都能够通过YSS205X-CZE2在硬件级别实时处理,减少数据在缓冲区一层层传递,所以缩短了耳返时间。正如大部分手机都能够通过软件级别实现“先拍照后对焦”功能,但是只有HTC One(M8)那种硬件级别实现方式,才称得上虚化自然,指哪打哪,而且还能够在相册中随时调整对焦点,让照片焕然一新。有些功能用硬件实现虽然提高成本,但是带来的效果相比软件实现更加出色,拍照如此,音频处理如此。除了vivo X5,vivo X5F、vivo X5Max和vivo X6Plus也采用了这颗YSS205X-CZE2。

除了YSS205X-CZE2,还有很多厂商机型宣传采用了雅马哈功放或者耳放,但是并没有具体说明是哪一颗,例如三星、nubia、OPPO、酷比、卓普等厂商。

ADI/Analog Devices

  小米Note采用了ADA4896,这是一颗出自Analog Devices(ADI)的运放/功放芯片。小米Note和vivo X5Max一样,采用了二级运算放大系统,分为前级放大电路和后级放大电路,后级放大电路都是采用OPA1612,区别在于前级放大电路,小米Note将vivo X5Max上的ES9601替换成ADA4896。

根据ADI官网显示,ADA4896的共模抑制比(CMRR)相比OPA1612相差无几,另一方面,ADA4896的谐波失真(-115dB)相比CS4398(-107dB)还要高,但是略低于ES9018K2M(-120dB)。至于ES9601和ADA4896都作为前级放大电路芯片,在参数上哪一块更优秀,由于ESS官网并没有公布ES9601具体参数,所以暂时无法对比。但是可以肯定的是,小米Note为米粉们定制的这颗ADI运放/功放芯片也是品质不错的选择,体现了小米对Hi-Fi有自己一套态度。

  其它

  市面上还有其它一些Hi-Fi芯片并不是源于Cirrus Logic和ESS这些名气比较大的厂商,我们也来认识一下他们。

  AW8736是AWINIC/上海艾为电子技术的运放/功放芯片,nubia Z9 Max 精英版除了搭载了AK4375解码芯片,还追加了一枚AW8736,AWINIC官网公布的参数可知其谐波失真为0.02%。

  NXP/恩智浦半导体的TFA9890功放曾经搭载在TCL S838M(俗称东东枪2)和刚发布的锤子Smartisan T2上。虽然信噪比只有100dB,但是相比采用集成音频芯片方案的机型还是体现了其优势和诚意。

看看各个手机品牌的芯片拆解,看看实际是个什么水准?支撑不支撑得住我的假想:

先看索尼,毕竟索尼是既有播放器、又有智能手机的厂家,看起来有谱点。

——SONY Z1050

SONY 索尼 NWZ-Z1050 便携智能影音播放器-Cirrus Logic 47L0010芯片。

既然集成SOC的芯片解决方案可以在索尼的采用下变成音质神器,那么至少说明,芯片解决方案本身就不落后。

智能手机竞争日趋白热化,为了在激烈的市场竞争中脱颖而出。厂商们都各出奇招,务求让自个的产品更具特色。比如不少手机就会在音质方面做文章,希望用更好的音质来吸引音乐爱好者,而HiFi手机平时取代中低端播放器或是可以期待的,追求音乐体验的朋友买它们一定没错的。

说到这里可能大家对于HiFi手机依旧没有概念,HiFi其实就是High-Fidelity的英文缩写,翻译成中文则是高保真的意思。目前,在手机上比较主流的音频DAC有Wolfson公司的WM5102、CirrusLogic公司的CS4398以及ESS公司的ES9018。WM5102用于三星手机的GALAXYS4、CS4398则是用在了vivo的多款手机产品中。

说到HiFi就不得不提两款手机牌子了,那就是vivo和魅族。一台依靠HiFi成功打入市场,一台早年就是玩音乐MP3出身。在音质方面两款手机确实做出了一番成就。 我们接下来就看看两款手机的音质到底如何。

先看看vivo吧,价位在2500元左右的机型,vivo X9s/X9s Plus,X9s采用AK4376方案,性能出众,驱动能力强,瞬态响应好,更真实的还原音乐,传承vivo 经典Hi-Fi风格,X9s Plus采用定制ES9318方案,电子方案和声音调试完美衔接,高度统一,声底干净、推力巨大、细节丰富、结像清晰堪比专业的Hi-Fi播放器。

vivo X9s Plus智能手机-动态范围

同样的,以MP3起家的魅族,自然不会在音乐上有失水准。作为2016年压轴旗舰,魅族PRO 6 Plus承载了魅族一整年希望。在解码芯片上采用ES9018K2M解码芯片(ESS Technology),作为ES9018的移动版本,完美解决了耗电巨大的问题,虽然性能有所下降,但仍拥有127dB DNR的动态范围,采样率达到了192kHz / 24bit,这也满足相当一部分苛刻的音频爱好者的性能要求。

魅族PRO 6 Plus智能手机-动态范围

讲到这里这里,大家应该明白了,从一定程度上来说,魅族和vivo的音质都可以说是数一数二的了。事实上,网络上对于魅族和vivo那个的HiFi是占绝对的优势的也是一直没一台绝对的说法,这也变相的说明了,两个牌子的HiFi音质的确难分伯仲。

而今随着vivo X9s/X9s,魅族PRO 6 Plus等HiFi手机出现,智能手机的音质也进入到了一台新的阶段,虽然从当下来看,手机的音质无论从成本或是从专一程度上来说,都还未达到万元专业级音乐设备的水准,但是,从目前网络上的反映来看,大家对于HiFi手机的评价或是相当乐观的。总的来看,手机HiFi迈出的这一步,是具有里程碑意义的,无论从音质的角度或是逼格的角度来看,手机HiFi或是有需求的。

虽然vivo手机在音质方面有着不错的造诣,但是在系统以及性价比方面,vivo仍然需要锤炼。而在未来的智能手机市场,单纯的HiFi也必然无法适应市场的需要,毕竟我们购买手机也不单单只是为了音质。性价比也必然成为未来衡量手机的重要标准。高性价比且音质更棒的手机,必然会越来越受到欢迎。

再看以HiFi为主要卖点的Vivo XPLAY

这个牌子的广告可真不少,到处都可以见得到。也来看下拆开来的芯片到底是啥样的!?

看到了吧,这款手机采用Cirrus Logic的CS4398和CS8422一组芯片,同时采用独立运放OPA2604来作为驱动。

vivo是首家将手机HiFi概念带入了手机行业的牌子,并且从vivo X1开始就一直将手机HiFi作为它旗下中高端手机的标配之一。经过这么多年的努力和钻研,vivo手机的音质已经得到了广大消费者的认可,HiFi音质也成为了vivo手机的一大标志。看到vivo手机的成功,很多厂商都把手机HiFi加入了自家的手机产品之中,魅族也是其中一家,虽然说魅族之前是有MP3产品的底蕴,但是对于手机HiFi领域对于vivo来说或是有一定的差距。

全球首款搭载hifi芯片和提出hifi手机概念的就是vivo,魅族只是跟风vivo而已!vivo在这方面的技术和经验肯定比魅族厉害,而且其硬件也是最厉害的,比如xplay5搭载两颗顶级es9028hifi芯片加三颗opa1612运放芯片,在硬件方面也是秒杀其他hifi手机!魅族等等其他hifi手机搭载的都是es9018芯片,跟五年前的vivo xplay3的一台水平! 2013年的vivo xplay3搭载的hifi芯片是es9018,魅族第一款hifi手机是2014年的mx4pro搭载的也是es9018,比vivo晚一年,2015的vivo xplay5搭载两颗es9028,魅族仍然是es9018,2016年的vivo xplay6搭载的是顶级hifi芯片es9038,魅族等等其他手机搭载的hifi芯片仍然是五年前的es9018。

魅族手机中,HiFi最受好评的应该就是魅族pro5了。从声音的角度来判断,魅族pro5无疑领先它的后辈pro6 plus一头。pro5搭载ES9018k2m+OPA1612+nxp pbss三极管的组合,充分发挥了9018这颗顶级芯片的功力的同时,带来的是推力的极大提升,这款手机是目前魅族手机HiFi的极限了。

虽然说这款手机的HiFi音质很不错,但离vivo手机的差距或是蛮大的。作为首家将HiFi带入手机行业的牌子,vivo有着数年的手机HiFi研发经验积累。去年发布的vivo Xplay6更是达到了巅峰。

基本可以看出,手机集成高级的音频HiFi解决方案是十分容易的,为了强化下个概念,我又找来国砖Colorfly的C4的芯片解决方案,来直接做对比。


    详细介绍了一下小米note所使用的ESS ES 9018K2M音频芯片,但是小米Note的HiFi 系统并不是单纯的一个独立音频芯片就能做到的。作为一个独立的HiFi 系统除了需要支持无损音源以外,独立的音频解码器和二级运放都是必须要有的。小米Note不但拥有的独立音频芯片,还有使用行业顶级的2级运放芯片。小米Note的2级运放芯片究竟有哪些特点?配合ES9018K2M又能达到什么样的效果呢?今天让我们一起来聊聊。

      运放就是运算放大器(英语:Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP、运放)是一种直流耦合,差分(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)[1]的高增益(gain)电压放大器。在这种配置下,运算放大器能产生一个比输入端电势差大数十万倍的输出电势。

        在音频电路当中,运放是作为模拟信号调理用的,一般是作为信号的放大、使得输出的声音听感更加良好。一般信号包括电压与电流,因此放大在这里,包含了电压放大与电流放大。

      ADI ADA4896是单位增益稳定、低噪声、轨到轨输出、高速电压反馈型放大器,静态电流为3 mA,1/f噪声为2.4 nV/_Hz (10 Hz),无杂散动态范围为−80 dBc (2 MHz),堪称超声、低噪声前置放大器和高性能ADC驱动器等各种应用的理想解决方案。ADI公司专有的新一代SiGe双极性工艺和创新结构造就了如此高性能的放大器。

      小米Note采用的ESS9018 K2M音频芯片的标准动态范围为:127dB DNR  c)

为了最大优化动态范围,我们采用了定制版ADI ADA4896的前级运放芯片,这让音频芯片真正的在电流模式。定制版ADI ADA4896拥有行业内最低噪声::在1kHz时1nV /√Hz/

      OPA1612是一颗专业级音频运放, 最突出的优点是CMRR(共模抑制比)值极其稳定,从1Hz到80KHz都始终保持120dB不变,这样使得OPA1612在整个音频里都能保持优秀的高解析力。超低噪声:在1kHz时1.1nV /√Hz ,超低失真:在1KHz 时 0.000015%。

      在Note的设计中,第一级的4896是用来做电压放大的(IV转换出来的电压,本身是被放大了的), 第二级的1612,是用来做输出功率放大的, 即将4896放大后的电压信号,对其功率进行放大。

新旗舰带来Hi-Fi音质 小米Note音质详解:

这回的小米Note,这款旗舰手机也打出了手机Hi-Fi的旗号,小米Note的声学架构使用了各个喊着我们要玩Hi-Fi的手机厂商都在用的ES9018K2M解码芯片,这款芯片是顶级的解码芯片ES9018阉割的移动版,在便携设备当中确实具有顶级的解码能力。其次,还使用了两颗ADA4896与两颗OPA1612组成的前后级运放,这整体的架构与前一阵VIVO X5Max的架构基本类似,不过堆料方面无疑做得更足。而且值得注意的是,这款Note还使用了双晶振来达成更精准的时钟控制。但从配置方面来看,小米确实依然是发烧的,用料给的很是到位。

整个HiFi音效芯片区域:ES9018K2M数模转换芯片,它是ES9018的移动版本,手机中最先使用这块芯片的是vivo,随后魅族、小米也都采用了这款芯片,是目前智能手机中比较旗舰级的Hi-Fi芯片。此外小米Note还使用了德州仪器OPA1612运放芯片和ADI ADA4896运放芯片。

国砖C4的芯片拆解。


我直接那个一个国砖的来比较,省得还有人说各种闲话,又说还有很多方案,各个方案之间差别大之类的话。


为了能够支持24bit/192Khz的采样率,C4 特意采用了在顶级CD机上才能见到的Cirrus CS8422的SRC转换芯片,它能够有效地减少总谐波失真(THD),克服jitter对于音质的影响。


至于DAC(数模转换单元)芯片方面,这次依然能够见到Cirrus的身影——CS4398,作为一款顶级定位的DAC芯片,它能够提供高达120dB的信噪比和107dB的THD参数。因为属于电压驱动的原因,在功耗控制方面胜于TI(德州仪器)和ADI同类型的芯片。


——可以看到传说中的神砖其采用的芯片,也不过和手机上音频解决方案一致。唯一让你感觉很神奇不过是一些体积巨大的电解式电容,来作为体积份量。


另外C4的运放被直接打磨成C4的样子了,让你查不到实际是什么运放芯片,猜测可能是 NJM4556芯片。


从上面三个手机、播放器、国砖的几个芯片拆解的例子来看,手机的音频解决方案目前是和所谓专业级的在同一起跑线上。采用的芯片解决方案有些甚至是一致的。


因此可以说其实手机是完全有准备好,可以驱动耳机的,至少从芯片素质上、大致的驱动力上,都有做好准备,接下来主要是看耳机的了。


于是我就挑了几个最难的参数来寻找手机耳机,看看究竟,是否今天的大耳机能够准备好给手机客户使用,享受HiFi级的音质享受?


设定条件


1:必须是大头戴耳机,因为小耳机,相对功率要求低,对手机的要求不是那么高;


2:耳机的振膜最好是最大的50mm这个级别,毕竟直接拿个旗舰级的,来看看实际效果,会比较靠谱些。


3:必须是定位便携的,短线,带手机麦克,我可不是工厂,不想拿那些线老长的耳机来作为便携耳机使用,没那时间,也折腾不起那功夫。


经过一番筛选梳理,我将目标主要锁定在森海HD598,天龙D400,AKG K545三个型号上,目前这三个型号都符合我设定的门槛。【本来HD598是不能全部满足条件的,但是既然工厂说是定位便携直推,好吧勉强加入,毕竟森海海事要去比较下的】,接下来还有很多40mm口径的,那些就明显要好推很多,包括索尼1R森海木馒头之类的,既然是40mm就不作为重点来看。


这几款都是工厂推出的,针对便携手机等直推的大型头戴耳机,阻抗和灵敏度基本都能达到要求,可以说既然这么大的大头戴耳机,都在朝着这个方向上在做


2005年,当大多数手机还在强调通话质量和基础娱乐时,诺基亚N91的发布堪称石破天惊。它大胆采用了新颖的下滑盖设计——键盘隐藏时,正面俨然一台专业的音乐播放器。但它的内核更令人震撼:那是一部塞班S60智能手机,却内置了一块在当时堪称“海量”的4GB或8GB微型机械硬盘,灵感直接来源于风靡全球的iPod,目标就是装下你整个音乐库。更关键的是,诺基亚为它武装了一套专业级的音频解决方案。

其核心在于两颗由德州仪器(TI)打造的音频芯片:TLV320AIC33硬解码芯片负责将数字音乐文件转化为高质量模拟信号,而TPA4411YZH则是一枚独立的耳机功率放大芯片。正是这颗耳放芯片的存在,赋予了N91远超同类产品的“大推力”。它能输出高达80mW的功率,这是一个即使在今天千元级播放器中也不容小觑的指标。这意味着它不仅能轻松驱动普通的耳塞,更能推动许多对功率有需求的头戴式耳机,甚至是小型有源音箱,让声音饱满有力,动态十足。

无损支持与“先进”接口的纯粹体验

N91自带的播放器原生支持播放高达32bit/96kHz采样率的音乐文件,兼容MP3、AAC等主流有损格式,更可贵的是它直接支持WAV无损格式。对于追求极致的用户,通过安装第三方的LCG播放器(需进行特定操作),还能解锁对FLAC无损格式的完美支持。在那个流媒体尚未普及、存储空间珍贵的年代,能在手机上直接聆听无损音乐,是发烧友难以抗拒的吸引力。


N91配备了被用户戏称为“极其先进”的3.5mm标准耳机接口。虽然它也支持蓝牙传输,但受限于当时仅有的蓝牙1.2标准,传输速率和音质都无法令人满意。因此,使用3.5mm接口连接高品质耳机,才是解锁N91全部音潜力的正确方式。许多资深用户评价其声音风格稳重扎实,推力充沛带来的控制力,甚至能与一些专业的入门级HiFi播放器相媲美。

N91的整体音质上乘,各方面表现比较均衡,即使与众多顶级微硬盘MP3相比,仍然是处于金字塔尖的水平,令人钦佩。

难道是加了音乐解码芯片?

既然这么强一定是有原因的!

你那些索爱手机算什么。我现在(2021年)用索尼nw-zx100接功放和n91比n91完胜zx100。你要搞清楚zx100出来时接近4000元。还是专业hifi播放器。

n91上市价格8200,4000元做手机,4000元做音质,合在一起…

3250本身的音质表现已经足够出色,搭配随机的入耳式耳塞更是如虎添翼。即使与目前市场上最炙手可热的Walkman音乐手机索爱W800c相比,不同风格的3250也丝毫不落下风。不过在旗舰级的N91面前,3250仍然是略有不及。

因为N91内置了专业的音乐处理芯片,使其耳塞端的推力相当理想,可搭配的耳机范围也比较广,N91实际表现出来的解析力相当出色,高、低频细节丰富,整机音色清澈而讨好耳朵,乐器的还原,人声的演绎都相当富有感染力,低频质感鲜明,高频亮丽而不刺耳。总之,N91的整体音质上乘,各方面表现比较均衡,即使与众多顶级微硬盘MP3相比,仍然是处于金字塔尖的水平,令人钦佩。

哦 看到了 原来加了音乐播放芯片!

作为专为音乐而生的机型,5300搭载了全新的音乐播放软件,拥有丰富的均衡器设置。它支持MP3、AAC、AAC+、eAAC+等音频格式,虽然它使用的是2.5mm耳机接口(可转接为3.5mm),但其外放音量和音质在同类产品中表现突出,内放音质也清晰悦耳,并且它还支持更先进的A2DP蓝牙立体声传输,方便用户搭配无线耳机。5300将音乐的便捷性和时尚设计结合得恰到好处,是诺基亚音乐手机理念普及化、大众化的成功典范。

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