智能手机很纳闷:HiFi功能为啥由热转冷?

CFan 电脑爱好者 2019-09-20 10:25产品 标签:热转 功能 智能 手机

曾几何时,“HiFi”是高端手机必备的特性,否则都不好意思抛头露面。然而,HiFi在经历几年的攻城拔寨之后,却走向了“哑火”的边缘。

从热转冷的HiFi

在HiFi手机的推广历程中,vivo功不可没。早在Xplay时期,vivo便提出了HiFi 1.0架构概念,通过OPA2604运放芯片,以及和ES9018解码芯片(DAC)的搭配,让手机可以推动更高端的耳机,从而实现更出色的音质表现。

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随后,vivo还带来了双ES9028+三OPA1612的Xplay5以及ES9038+三OPA1612+ DSD格式硬解功能的Xplay6,最大限度还原了对“HiFi手机”的定义。在这个过程中,小米、努比亚、魅族、锤子、联想和华为等品牌也推出过主打HiFi概念的手机,比如小米Note、nubia Z9、魅族Pro系列、锤子M1、联想乐檬X3和华为nova2s等。

然而,上述品牌的HiFi手机大都是“一代而终”,虽然还有少数高端产品还配有独立的AK-4377A DAC芯片,也很少大吹特吹HiFi特性了。

没错,智能手机在HiFi芯片的档次上也走向了减配之路。

HiFi的硬件限制

HiFi芯片通常泛指独立的DAC或它与运放芯片的组合。问题来了,在寸土寸金、惜电如命的手机而言,HiFi芯片会占用宝贵的主板空间,还会带来额外的耗电。

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以vivo第一代Xplay为例,它配备DAC芯片的工作电压甚至超过了锂电池可以提供的4.2V,以至于vivo不得不增加了一套额外的电压转换电路,从大幅提升了HiFi模式下的耗电。虽然后续ESS和AKM等专业音频芯片厂商都推出了适用于手机的DAC,但依旧存在不小的耗电,也无法解决占用主板空间的问题。

此外,在以平方毫米计的手机主板上,DAC和运放芯片如何排布(可通过立体堆叠封装将它们二合一)?

如何解决CPU和MEM等数字部分对HiFi模拟电路产生的高频干扰(处理不好就存在底噪声)?

手机厂商自家的技术团队能否搞定后期的音质调校?这些都是导致HiFi没能在手机圈普及的原因。

当然还有最关键的一点,那就USB Type-C接口的普及,以及越来越多的高端手机都取消了3.5mm耳机孔设计。

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CFan在过去曾介绍过手机播放音乐的流程原理,数字信号的音频文件可通过CPU内集成的Codec转换为模拟信号,再通过3.5mm耳机孔输出到耳机端。

其中,如果厂商可以用独立的DAC和运放芯片替代CPU内集成的Codec,那它就可以被冠以“HiFi”手机的称号。

但是,无论DAC和运放芯片的型号是哪一款,它们最终都需要3.5mm耳机孔才能将转换而来的模拟信号输出出去。

因此,现阶段没能保留3.5mm耳机孔的手机,理论上就已经不符合HiFi手机的定义了。那么,没有耳机孔的手机,难道就无法享受接近HiFi效果的音乐了吗?

答案自然是否定的。

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立DAC芯片的转接器又称HiFi解码耳放或USB小尾巴

最新的USB Type-C接口可同时兼容模拟信号输出和数字信号输出,如果某手机的USB Type-C支持数字信号输出,我们只需购买内置独立DAC芯片的转接器或USB Type-C耳机,同样可以享受高质量的音乐。

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但是,受制于转接器和USB Type-C耳机的内部空间和供电限制,它们内置的DAC性能肯定无法媲美ES9038+三OPA1612这种手机内集成的HiFi芯片模组,这一点大家需要心里有数。

目前内置DAC芯片的转接器代表就是魅族HiFi解码耳放,它的整体设计和普通转接线类似,只是在内部集成了一颗Cirrus Logic CS43131独立DAC解码芯片,支持高达120dB的动态范围并支持32bit/384kHz的PCM和DSD64/DSD128解码能力,32Ω阻抗可以提供双通道30mW功率,600Ω阻抗也可以提供双声道6.7mW功率,推力强劲。

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这款产品不仅限于魅族品牌,所有采用 USB Type-C接口且支持音频输出功能的手机都能使用。

来自流媒体的呼唤

在过去,我们聆听HiFi音乐,通常都是先将无损音频文件下载到手机存储空间中,再用音乐APP播放。如今,主流大众的听歌方式已经开始向“流媒体”倾斜,哪怕是专业的HiFi播放器也大都加入了联网功能,无需插卡即可随时聆听高品质的音乐了。

与流媒体一同崛起的,还有以苹果AirPods为代表的蓝牙耳机。虽然最新的AirPods2还没能引入融入高品质蓝牙协议,但随着蓝牙5.0技术和各种高品质的蓝牙协议的普及(HWA、LDAC、aptX HD等),让蓝牙也有机会实现超过无损等级的Hi-Res音质。

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同时,以高通TWS-Plus为代表的方案,可以让双耳真无线耳机实现不分主副机同时连接手机,大大降低了延迟、避免了断连的烦恼。

需要注意的是,通过蓝牙听歌存在非整数倍src的频率转换会损失音质的问题,比如从44.1kHz转换到48kHz。

问题来了,Android系统在连接蓝牙耳机后,会自动以耳机支持的最高采样率进行输出,比如支持aptX的耳机就以48kHz输出,支持LDAC的耳机就以96 kHz,但流媒体类音乐普遍都采用了16bit和44.1kHz的采样率,此时就需要我们进入开发者选项对蓝牙进行相关设置。

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可以说,流媒体和蓝牙耳机的搭配,将成为未来智能手机领域最主流的聆听音乐的方式。但无论你使用蓝牙耳机,还是通过USB Type-C接口的转接器或集成DAC的耳机聆听音乐,都已经和手机 HiFi 这个命题无关了。