手機趨向于沉浸式音效，智能升壓放大器來(lái)搞定

1   音效成為選購手機的重要因素

如今，消費者購買(mǎi)手機時(shí)非?？粗?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/揚聲器">揚聲器模式下的音頻質(zhì)量，希望得到更好的沉浸式體驗。尤其疫情期間消費者對于手機揚聲器的使用越來(lái)越頻繁，使揚聲器的音質(zhì)和音效成為了選購手機的重要考慮因素。 

據SAR Insight ＆ Consulting所做的一項最新用戶(hù)調查顯示，用戶(hù)越來(lái)越看重智能設備的音頻質(zhì)量，而且人們對智能設備揚聲器模式的使用也越來(lái)越頻繁。

例如，在2020年4月—2021年3月的為期12個(gè)月的調查樣品中，40％的受訪(fǎng)者增加了對揚聲器模式的使用，在中國則增加了46%?？措娪?電視、社交媒體和游戲、聽(tīng)音樂(lè )/博客和視頻/電話(huà)會(huì )議是使用揚聲器模式的前三大應用（如下圖）。

在世界范圍內，45%的受訪(fǎng)者認為音頻質(zhì)量影響他們的手機購買(mǎi)決策，在中國這個(gè)比例則高達72%。

2   微型揚聲器所需的升壓放大器

一般情況下，手機會(huì )有2個(gè)揚聲器，進(jìn)行立體聲播放，每個(gè)揚聲器會(huì )配有1個(gè)放大器。還有的手機接/打電話(huà)有1個(gè)專(zhuān)用的揚聲器，外放的模式也有1個(gè)專(zhuān)用的揚聲器。當然也有3個(gè)揚聲器的情況：左、右各一個(gè)，還有耳朵聽(tīng)的揚聲器，但這種配置比較少見(jiàn)。而對于最新的折疊手機，配置方案可能會(huì )有所不同，如小米的MIX FOLD有4個(gè)揚聲器。

圖2 小米的MIX FOLD

手機用揚聲器有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：①電池驅動(dòng)，①微型揚聲器。與耳機不同，因為耳機里的揚聲器更小，很難做到更多的低音或激動(dòng)人心的音效。與藍牙音箱的較大揚聲器也不同。

揚聲器的關(guān)鍵在于音質(zhì)和音效，而智能升壓放大器是影響音頻質(zhì)量的重要部件。

近日，Cirrus Logic推出了新一代智能升壓放大器CS35L45，可提供更加出色的動(dòng)態(tài)范圍、清晰度和震撼力、更高的響度和第二代自適應功率管理和更長(cháng)的電池使用壽命。為此，公司產(chǎn)品經(jīng)理Eric Eklund向電子產(chǎn)品世界等媒體介紹了CS35L45的黑科技。

Cirrus Logic產(chǎn)品經(jīng)理Eric Eklund

3   新一代升壓放大器

世界前八大智能手機廠(chǎng)商中，已有6家在選用Cirrus Logic的智能升壓放大器，該公司的產(chǎn)品特色是硬件、軟件解決方案和調音技術(shù)。

此次發(fā)布的CS35L45是一款帶DSP的15V智能升壓D類(lèi)音頻放大器，可以輕松集成到下一代旗艦移動(dòng)設備的立體聲或多揚聲器播放解決方案中，即無(wú)需升級揚聲器即可提升中端設備的性能。它的功能還包括揚聲器保護和自適應電池管理，可在所有電池條件下驅動(dòng)更高的輸出功率，與該公司上一代旗艦升壓放大器相比，峰值響度提高了30%。該芯片采用先進(jìn)的55nm工藝。

此芯片已用于兩款新上市的手機中，分別是華碩ROG 5游戲手機和黑鯊4 Pro。黑鯊4 Pro現在DXOMARK音頻排行榜上排名第一。此外，小米最新款MIX FOLD折疊手機配置了4個(gè)揚聲器，由4個(gè)Cirrus Logic智能升壓放大器驅動(dòng)。

這款放大器最早的應用產(chǎn)品都是旗艦級的手機，因為這些旗艦級的手機對音頻的質(zhì)量要求最高。除了旗艦級的手機之外，一些用到立體揚聲器的中端手機也可以用到該款智能升壓放大器，以提升音頻質(zhì)量和聲音效果，所以這款產(chǎn)品對于中端手機也是適合的解決方案。

4   CS35L45的黑科技

CS35L45可以對多種不同類(lèi)型的揚聲器進(jìn)行調音。調音主要包括兩方面，①響度，讓聲音更響；②讓聲音更有動(dòng)態(tài)。同時(shí)也面臨一些挑戰，如何保護電池、揚聲器、調音等。

●   如何保護電池

在設計升壓放大器的時(shí)候，響度和電池之間的矛盾越來(lái)越難解決。因為揚聲器的數量越來(lái)越多，這意味著(zhù)功率也越大，使電池的用電需求也會(huì )更大。

如果抽取的電量或者功率太多，會(huì )導致電池里的電壓下降，甚至在極端情況下，會(huì )導致手機關(guān)機——當然人們很少看見(jiàn)這種現象，是因為在手機關(guān)機之前，手機會(huì )自動(dòng)把音量調小。

不過(guò)，把音量減小顯然不是最佳的解決方案。為此，手機廠(chǎng)商會(huì )選擇高質(zhì)量的揚聲器和升壓放大器，以保證用戶(hù)在使用的時(shí)候獲得最佳的聲音體驗。例如CS35L45可通過(guò)技術(shù)和高級算法來(lái)做到這一點(diǎn)——當從電池中提取電量時(shí)，能有控制地提取，而不會(huì )超過(guò)電池的限度；同時(shí)又能夠精確地保護和計算、監督，在電池里，例如電流以及需要的功率是多少，既能保證很高的聲音、很好的音頻體驗，即自適應電池管理技術(shù)。

除此之外，CS35L45還有1個(gè)DSP（數字信號處理器），以便進(jìn)行算法運算。

最重要的一點(diǎn)是，這些組件——DSP、算法，在做電池管理的過(guò)程中是實(shí)時(shí)地智能去做的。雖然從用戶(hù)的角度看可能很難聽(tīng)出有什么區別，例如這個(gè)用戶(hù)在玩游戲，游戲中有爆炸聲，或者在聽(tīng)音樂(lè )，音樂(lè )中有很低的低音節奏，只要是有突然的聲音，電池的電流、電量會(huì )更多，當用到更多電量的時(shí)候，就需要對電池進(jìn)行控制，如果控制得不好，這個(gè)聲音可能聽(tīng)起來(lái)不悅耳。Cirrus Logic通過(guò)算法和硬件在保證不改變聲音質(zhì)量的前提下，對電池做到最佳的管理和控制，以提供最好的音頻體驗，又能夠保護電池。

●   如何保護揚聲器

為了提高揚聲器的響度峰值，CS35L45中有1個(gè)功率轉化器。電池約提供3~4V的電壓，通過(guò)功率轉化器可以升壓轉換到15V，然后再去驅動(dòng)音頻智能升壓放大器，這樣就能提高揚聲器的響度峰值。  

所以要盡量把信號放大，即把輸出的功率放大。但是如果輸出的功率放大控制得不好，就容易損傷到揚聲器。CS35L45在升壓的同時(shí)，可保證輸出的功率在揚聲器設定的安全值范圍內，通過(guò)控制揚聲器的運動(dòng)振幅和溫度來(lái)實(shí)現。例如，某些揚聲器的溫度限制是100℃，CS35L45的算法非常精準，可以讓揚聲器把聲音放到最大，又能保證溫度控制在100℃以?xún)取?/p>

●   關(guān)鍵的調音

更高的峰值響度不會(huì )造成失真，這也得益于CS35L45專(zhuān)業(yè)的調音功能，以平衡聲音的響度、峰值和失真。例如，某種聲音要更高一點(diǎn)兒，另外某種聲音如何要小一點(diǎn)兒。

Cirrus Logic在做專(zhuān)業(yè)調音時(shí)，用到的不僅僅是軟件算法，還有硬件技術(shù)，要把它們全部利用起來(lái)，用專(zhuān)業(yè)調音去做。還要按每種揚聲器去調。另外，還有對每類(lèi)手機去調整，以實(shí)現最佳的效果。

5   小結

疫情期間智能手機的揚聲器使用模式在升級，揚聲器的模式音頻日益影響未來(lái)手機的購買(mǎi)決策。Cirrus Logic的新一代CS35L45升壓放大器提供更出色的動(dòng)態(tài)范圍（清晰度和震撼力），更高的響度，以及新一代自適應功率管理和更長(cháng)的電池使用壽命。