手机Hi-Fi 玩真的还是瞎忽悠?

老盖2015-06-26 09:57产品 标签:手机

2012年11月,步步高推出了主打Hi-Fi功能的vivo X1手机,随后TCL、锤子、魅族、小米相继跟进,推出了相应的产品。手机Hi-Fi是否靠谱?其实手机上要不要上Hi-Fi一直都存在争议,最终能给消费者带来什么样的好处或者价值呢?要搞清这一问题很简单,我们只需弄明白手机实现Hi-Fi要攻克的三个难关即可。

第一个难关

SRC问题

SRC的全称为Sample Rate Convertor,即“采样率转换器”。按照AC 97规范,所有符合规范的元件在处理音频时一定要将采样率统一,如此一来问题就出现了,在转换过程中很容易因为硬件性能、算法的好坏直接影响到转换后的音频音质。这一情况在整数倍采样率转换时表现得还好,但如果是非整数倍转换(如44.1KHz转为48KHz、96KHz),则会出现让人难以忍受的噪音。

为确保转换后的效果尽量不失真厂商通常会采用三种方法:一是利用软件进行优化,这种方法成本低但效果很差;二是使用高性能芯片来解决;三是利用多晶振来解决,其中一块晶振负责处理44.1KHz采样率,而另一块晶振则负责整数倍采样率间的转换。手机厂商使用的解决方法基本与之类似,其中vivo X1、TCL、锤子、魅族选择的为第二种方案,而小米Note采用的是第三种方案。就目前的现状看,SRC问题已不会成为手机Hi-Fi的瓶颈。

图1

图1 44.1KHz转48KHz后谐波会多得吓人

图2

图2 正常的48KHz谐波

第二难关

数模专换后的音质降低问题

数字信号必须经过Codec(编译码器)或者DAC(数字模拟转换器)转换,成为成模拟信号后,才能被输送到耳机或音箱,转换的过程中,同样要面临信号失真的问题。解决的方法只有一个,那就是通过高性能的芯片来实现。

在这一点上vivo V1率先迈出了第一步,它第一次在手机采用了专业声卡芯片来做DAC,它是第一款开始主打音质并且有改变的机型。专门引用硬件方案解决自然频率的转换,引用单独的硬件处理音频的数字转换模拟以及后端的信号,因而较好地解决了信号转换后品质降低的问题。

现在看来,过于两三年时间里,整个应用端的技术已经取得了长足的进展,从指标的角度考量,无论是vivo还是最新发布的小米note,它们在整个信噪比都可以做到120dB,已经可以达到入门级音乐播放器的指标。

图3

图3 目前手机使用的DSP广泛适用于各个领域

第三难度

信号放大后的失真问题

经过转换后的模拟信号其原始信号相当微弱,需要放大后才能推动耳机、音箱发声,而实现信号放大的装置就是我们熟知的运放。运放性能的好坏,在第三个环节决定了手机能否Hi-Fi。其中的道理很简单,在放大的过程中,音频信号同样面临一个信号失真的问题。

为解决一问题vivo V1首先采用了独立芯片,后来的XPlay机型则采用了性能更为强悍的OPA2604,如今的小米Note采用了四块芯片来进行解决,特别是其中ADA4896使得产品的推力更强、保真程度更好。

图4

图4 小米note采用的ADI配合TI方案

Hi-Fi手机是未来趋势

音频其实是一个非常特殊并且有趣的领域,人类的听觉在自然界当中十分有限。音频解决方案的发展很好地展现了现代科技对于音频处理的方法和方向,想要在有限的听觉范围内享受到最优质的听觉体验就是依靠硬件优化。目前Hi-Fi手机主推的信号链就是针对信号源的优化,比如全新推出的音频功放SSM3582和数字信号处理器ADAU1452,不仅支持浮点运算,还可以快速分析声音补偿之后做音效的改变,同时辅以ADI强大的SigmaStudio提供软件支持。

图5

图5 一款优秀DSP的音频解决方案

图6

图6 ADI全新发布的ADAU1452已经支持浮点运算

从技术层面上来说,如今的手机Hi-Fi并非忽悠,虽然受手机体形所限其采用的各类芯片和音频电路,不可能有台式Hi-Fi或随身Hi-Fi播放器那么复杂,最终的Hi-Fi效果也要稍打折扣,但至少和目前的低音质输出相比它的出现仍然值得普通的音乐爱好者期待,智能手机这一受众最多的消费电子设备上的高保真音频卖点肯定是行得通的。

图7 小米note

图7 小米note

图8 vivo Xplay3S

图8 vivo Xplay3S

图9 魅族MX4 Pro

图9 魅族MX4 Pro