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[导读]手机扬声器的音效好坏,究竟和什么元器件相关?如何实现更好的手机扬声器的声场设计?本文将给您答案。

手机扬声器的最终音效,由诸多关键器件和组合的效果调试有关。相关的因素不仅仅包括我们熟知的扬声器,更重要的还有驱动扬声器的升压放大器,此外还包括声腔的设计,扬声器的分布布局等等。但扬声器、声腔和扬声器布局在选型和设计确定后,就很难再进行定制化的改变。而升压放大器则可以通过软件算法进行更多定制化的调教,来实现整体声效的提升。所以推动扬声器的升压放大器被我们认为是手机扬声器音效背后的关键器件。世界前8大智能手机厂商中,有6家都选择了Cirrus Logic的智能升压放大器。为什么这家低调的公司的产品如此备受青睐?升压放大器在整体声效表现中起到了哪些关键作用?Cirrus Logic 最新的CS35L45 智能升压放⼤器创新点在哪里?基于这些问题,Cirrus Logic放大器产品经理Eric Eklund在发布会上给出了精彩的分享。
疫情推动了手机扬声器的使用场景
据SAR Insight & Consulting今年2月的调查数据显示,全球用户在过去的12月中对扬声器模式的使用增加了40%,中国用户的此数据增长为46%。另外在此次调研中,45%的全球受访者认为音频质量将左右其手机购买决策,在中国受访者中这一数据达到了72%。除了疫情的突发影响带来了用户使用习惯改变外,随着游戏、影音作品的品质提升,对于扬声器的需求和使用也有一个持续的推动力。
扬声器音效的设计难点:电池和扬声器的动态平衡
移动设备扬声器的音效的提升是大势所趋,但在提升音效的同时,手机厂商也要考虑手机的尺寸、续航和价格等多重因素。扬声器由升压放大器来驱动,而升压放大器的技术也受制于手机的电池的功率等因素。如果设计者一味追求音效,让升压放大器加大输出,可能也会对电池和扬声器造成损耗。因此升压放大器在整个音效的设计中,具有承上启下的关键性作用。

据Cirrus Logic 放大器产品经理Eric Eklund介绍,如果放大器的输出功率放大控制不好的话,就容易损伤到扬声器。有的扬声器如果温度限制在100度,那么升压放大器在推动扬声器音量放大时,又要注意扬声器温度不能过高,所以精准的测量也很关键。另外在电池这一段,Eric也表示升压放大器关系重大:如何升压放大器抽取的电量或功率太高,那么电池里的电幅将会大幅下降,极端情况下会导致 直接关机。“在设计升压放大器的时候,和电池之间的关系现在越来越难,挑战越来越大。为什么呢?因为很多智能设备都是立体声播放。有的智能设备是两个扬声器,而小米的MIX FOLD则用到了4个扬声器。所以扬声器的数量越多,意味着功率也要越大,功耗也要越多,电池的用电需求也会更大。随着技术的进步,在设计智能升压放大器的时候,挑战会越来越大,难度也会越来越高。”


CS35L45:更精准、智能的实时升压放大器
此次Cirrus Logic推出的最新智能升压放大器CS35L45,并不仅仅是一个放大器那么简单,Cirrus Logic在其中集成了诸多全新的技术。据Eric介绍,CS35L45采用最先进的55nm技术。既有升压模拟的使用,也增加了数字的控制能力,也有高科技的处理器。所以把这些组合在芯片上,实现了一个硬件层面的性能保证,保证扬声器的输出可以达峰值。此外,CS35L45还有一个功率算法可以在控制升压需求的同时做到电池保护。通过软硬件这样一个融合的方案,CS35L45在电池寿命和响度之间做到很好的平衡。据Eric分享,以前的智能升压放大器用的是早期的电池管理技术,而CS35L45采用的是Cirrus Logic专门研制的新一代电池管理技术。除此之外,CS35L45中还有一个DSP数字信号处理器,在芯片上进行算法的运算,可以监督电池的电流使用情况,精准地来进行监督。
另外Cirrus Logic还提供了专业调音的服务,实时地监控、分析以及电池、电池系统对于电量的使用情况和状态,并按照OEM厂商设定的可接受的范围进行调节。首先要平衡声音的响度、峰值和失真,同时也要考虑电池的因素,这里面也包含了Cirrus Logic团队的专业调音技术,结合CS35L45的硬件和算法就可以保护扬声器,同时使电流不超过最高限。
CS35L45 升压放⼤器的推出, 可以为移动设备的使用者带来沉浸式⾳频体验。通过更出色的动态范围,更高的响度和自适应的功率管理特性,将会成为新的旗舰手机的扬声器的主要升压放大器选择。目前新上市的华硕ROG 5游戏手机和黑鲨4 Pro都采用了CS35L45 升压放⼤器。其中黑鲨4 Pro在专业音频评测平台DXOMARK的音频排行榜上排名第一。此外,小米MIX FOLD折叠手机的4个扬声器也分别由4个Cirrus Logic智能升压放大器驱动。
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