手機趨向于沉浸式音效，智能升壓放大器來搞定

1   音效成為選購手機的重要因素

如今，消費者購買手機時非?？粗?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/揚聲器">揚聲器模式下的音頻質量，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越頻繁，使揚聲器的音質和音效成為了選購手機的重要考慮因素。 

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

例如，在2020年4月—2021年3月的為期12個月的調查樣品中，40％的受訪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、聽音樂/博客和視頻/電話會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%的受訪者認為音頻質量影響他們的手機購買決策，在中國這個比例則高達72%。

2   微型揚聲器所需的升壓放大器

一般情況下，手機會有2個揚聲器，進行立體聲播放，每個揚聲器會配有1個放大器。還有的手機接/打電話有1個專用的揚聲器，外放的模式也有1個專用的揚聲器。當然也有3個揚聲器的情況：左、右各一個，還有耳朵聽的揚聲器，但這種配置比較少見。而對于最新的折疊手機，配置方案可能會有所不同，如小米的MIX FOLD有4個揚聲器。

圖2 小米的MIX FOLD

手機用揚聲器有兩個關鍵點：①電池驅動，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人心的音效。與藍牙音箱的較大揚聲器也不同。

揚聲器的關鍵在于音質和音效，而智能升壓放大器是影響音頻質量的重要部件。

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的電池使用壽命。為此，公司產品經理Eric Eklund向電子產品世界等媒體介紹了CS35L45的黑科技。

Cirrus Logic產品經理Eric Eklund

3   新一代升壓放大器

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

此次發(fā)布的CS35L45是一款帶DSP的15V智能升壓D類音頻放大器，可以輕松集成到下一代旗艦移動設備的立體聲或多揚聲器播放解決方案中，即無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(xiàn)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個揚聲器，由4個Cirrus Logic智能升壓放大器驅動。

這款放大器最早的應用產品都是旗艦級的手機，因為這些旗艦級的手機對音頻的質量要求最高。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，以提升音頻質量和聲音效果，所以這款產品對于中端手機也是適合的解決方案。

4   CS35L45的黑科技

CS35L45可以對多種不同類型的揚聲器進行調音。調音主要包括兩方面，①響度，讓聲音更響；②讓聲音更有動態(tài)。同時也面臨一些挑戰(zhàn)，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候，響度和電池之間的矛盾越來越難解決。因為揚聲器的數(shù)量越來越多，這意味著功率也越大，使電池的用電需求也會更大。

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

不過，把音量減小顯然不是最佳的解決方案。為此，手機廠商會選擇高質量的揚聲器和升壓放大器，以保證用戶在使用的時候獲得最佳的聲音體驗。例如CS35L45可通過技術和高級算法來做到這一點——當從電池中提取電量時，能有控制地提取，而不會超過電池的限度；同時又能夠精確地保護和計算、監(jiān)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。

除此之外，CS35L45還有1個DSP（數(shù)字信號處理器），以便進行算法運算。

最重要的一點是，這些組件——DSP、算法，在做電池管理的過程中是實時地智能去做的。雖然從用戶的角度看可能很難聽出有什么區(qū)別，例如這個用戶在玩游戲，游戲中有爆炸聲，或者在聽音樂，音樂中有很低的低音節(jié)奏，只要是有突然的聲音，電池的電流、電量會更多，當用到更多電量的時候，就需要對電池進行控制，如果控制得不好，這個聲音可能聽起來不悅耳。Cirrus Logic通過算法和硬件在保證不改變聲音質量的前提下，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個功率轉化器。電池約提供3~4V的電壓，通過功率轉化器可以升壓轉換到15V，然后再去驅動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，可保證輸出的功率在揚聲器設定的安全值范圍內，通過控制揚聲器的運動振幅和溫度來實現(xiàn)。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℃以內。

●   關鍵的調音

更高的峰值響度不會造成失真，這也得益于CS35L45專業(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兒，另外某種聲音如何要小一點兒。

Cirrus Logic在做專業(yè)調音時，用到的不僅僅是軟件算法，還有硬件技術，要把它們全部利用起來，用專業(yè)調音去做。還要按每種揚聲器去調。另外，還有對每類手機去調整，以實現(xiàn)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手機的購買決策。Cirrus Logic的新一代CS35L45升壓放大器提供更出色的動態(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的電池使用壽命。