无损高保真音乐播放器还原 手机Hi-Fi芯片是噱头还是干货

&堆料真的有用吗?三大Hi-Fi芯片方案长测
堆料真的有用吗?三大Hi-Fi芯片方案长测
日11时21分来源:
  经常看Hi-Fi界一些前辈的评测文章,发现他们的文章用词准确,十分专业,而且观点和结论相当鲜明,内行人看得津津有味,不过对于普通消费者来说,总是觉得高深莫测,尤其是说到那些结像力、瞬态、低频下潜和中频质感之类的专业(bu ming jue li)术语时候,普罗大众开始有关闭浏览器的冲动,这样就错过了一篇好的文章。笔者仔细研究了一下Hi-Fi类文章,其实也可以写得稍微有些“亲民”,让消费者能够更好地把握一套Hi-Fi方案究竟能够带给我们哪些用户体验的提升?主打Hi-Fi手机的厂商不断堆料,对于Hi-Fi发烧友来说是福音,对于普通消费者,尤其是“木耳”的那部分群体,究竟有没有实用价值?今天让笔者换个角度,带给各位消费者一篇别开生面的Hi-Fi手机评测报告。
  也有一段时间没有和各位读者分享Hi-Fi方面的专题评测,主要是因为一直在筹备今天这篇三大Hi-Fi芯片平台之间的对决。最近其中一家手机厂商更新了Hi-Fi旗舰产品线,同时提出了全新的Hi-Fi 3.0定义,让笔者对其全新的Hi-Fi方案十分感兴趣,不过Hi-Fi类专项评测需要比较长时间去研究,所以今天三套方案都是之前比较主流的Hi-Fi芯片组合(研究了一段长时间),并没有包括最新的双ES9028 DAC和3块OPA1612的组合。
  事不宜迟,先来介绍一下今天三套主流Hi-Fi方案。
这些芯片是耳放还是运放?
本文评测的三套Hi-Fi方案
  既然不是学术类(传统类)Hi-Fi文章,我们不妨先引入一个趣味性话题,请看上面表格,手机Hi-Fi界比较新的一块运放/耳放芯片:ES9603,究竟是耳放还是运放?部分读者是不是已经找到下面这张官方截图想抽我脸?
手机厂商官网宣传(ES9603)
手机厂商官网宣传(ES9603)
  确实如此,手机厂商的截图告诉我们这块是运放芯片,笔者在以前文章也和各位读者介绍过运放(运算放大器)和耳放(耳机放大器)之间区别,简单来说,前者能够同时作用于耳机和喇叭外放声音效果,对两者推力都有一定作用。而后者仅仅在佩戴耳机时候才会起作用,耳放芯片对外放喇叭响度等参数并没有特别大加分作用。
  回到上面的截图,既然是运放,那么这块ES9603应该就是类似OPA1612那种同时对喇叭外放和耳机听音都有增强作用的芯片。有趣的是,让我们看看ESS官网的解读。
ES9603参数介绍(来自ESS官网)
  查一下“牛精字典”,你会发现“Headphone Amplifier”就是耳机放大器的意思,换句话说,这是一块耳放而不是运放。手机厂商和芯片厂商对于Hi-Fi芯片的解读看来是不同的,我们再看看公认的运放芯片OPA1612的官网介绍。
OPA1612明确为运算放大器(来自TI官网)
OPA1612明确为运算放大器(来自TI官网)
  “Operational Amplifier”才是运算放大器的意思,TI(德州仪器)的芯片官网明确了这个定义。我们再看看第三家Hi-Fi芯片厂商AKM,其中AK4375和AK4961这两块Hi-Fi芯片近年来在手机领域用得比较多。翻阅AKM官网资料,AK4375明确了自己是一块集成了耳放功能,并能够同时解决SRC问题的DAC(解码)芯片。这是ES9028和CS4398所不具备的,集成度很高,这就是为什么前两套Hi-Fi芯片平台需要引入独立的耳放芯片,而最后一套方案却仅有一块AK4375即可。看到没,AKM官网也明确了AK4375是具备耳放功能而不是运放功能的解码芯片,“HP-Amp”全称就是上文的HeadPhone Amplifier。
AK4375参数(来自AKM官网)
AK4375参数(来自AKM官网)
  更进一步,官网相关新闻文章更报道这块32位DAC集成的是G类耳机放大器,如下图所示:
AK4375参数(来自AKM官网)
AK4375参数(来自AKM官网)
  那么AK4375和定位更高的AK4961相比有什么区别呢?我们继续看看官网的解读:
AK4961参数(来自AKM官网)
AK4961参数(来自AKM官网)
AK4961参数(来自AKM官网)
  第一个不同,也是明显的区别,就是AK4961集成度相比AK4375更高,如上图所示,这下子连ADC(输入/录音芯片)也集成到DSP之中,就像这几年的Intel处理器,将北桥、内存控制器(IMC)、核心显卡、电源管理系统逐一集成到内核,让处理器集成度越来越高,更加方便CPU内核统一控制这些模块协同工作,减少相关模块之间数据传输时间。同理,AKM这些DSP芯片也是做着类似事情,减少整套Hi-Fi方案需要占用的芯片面积,对于寸土尺金的智能机主板空间更是如此。
  AK4961相比AK4375另一个不同在于G类放大器变成了D类放大器。
  扯了那么久,无论是耳放芯片还是运放芯片,手机厂商和芯片厂商各执一词也罢,最重要还是看疗效,日常生活中,我们姑且按芯片厂商的说法来看,搭载ES9603这颗耳放芯片那款评测样机,在外放时候音量并不小,浑厚有力,穿透力十分强,高中低三频表现十分出色,相比同样搭载了耳放芯片MAX97220那套Hi-Fi方案来说好上不少,只能用秒杀形容。补充说明一点,ES9603和MAX97220两套Hi-Fi方案手机都是采用了单扬声器(喇叭)设计,所以并不存在单扬声器对决双扬声器这种不公平的现象。而AK4375那台样机外放表现介于上面两者之间,也是采用单扬声器设计。
  手机机身开孔设计、音腔设计、喇叭选材、芯片配合等方面因素都能够影响手机外放表现,我们又何必纠结于ES9603究竟是运放芯片还是耳放芯片?究竟对外放音量等参数有没有起到作用?耐听、好听、听着舒服带劲儿,用来播“小苹果”和“最炫民族风”时候能够翩翩起舞不就可以了吗?退一万步来说,ES9603即使只是耳放芯片,但是不排除芯片厂商和手机厂商进行了深度合作,让这块耳放芯片承担了超越耳机放大器,实现运算放大器(功放)的职能。
  参数部分最后解读,让我们来看看上述三套平台的DAC在主流的DAC之间定位如何?(下面表格所有参数来自各大芯片厂商)
6种主流DAC(解码芯片)间参数对比
  样机1(DAC为ES9028):相比ES9018K2M与其小幅升级版SABRE9018C2M,ES9028在几个重要音频考核参数上并没有大幅度超越,主要以小修小改为主,并没有集成耳放/运放,但是提高了手机厂商搭配芯片灵活性,既能够搭配像ES9603这种独立耳放,又能够配合像OPA1612这种独立运放。
  样机2(DAC为CS4398):Cirrus Logic这款上市已久并获得一定名气的CS4398相比ESS三款解码芯片,由于并不是同一代的产品,所以参数上落后是必然的,但是Hi-Fi芯片和处理器、RAM、ROM、摄像头传感器模组不同,并不是技术越新越好,厂商调教功力十分重要,下文会介绍它们之间在实际表现差距其实并不明显。
  样机3(DAC为AK4375):AK4375和AK4961在上述表格考量指标上差距不大,这一点在以前的文章中笔者曾经聊过,综合素质和CS4398差不多,再次强调,AKM两款芯片内置了耳机放大器,还有专门解决SRC问题的模块。AK4961更进一步将ADC集成到内部,换句话说,样机2采用独立ADC+独立DAC+独立耳放,样机3将三块芯片功能集合到一块上面,这种“合久必分,分久必合”的好戏经常上演,不能够说谁的解决方案更好?只能够说厂商对某种解决方案的调教比较到位,充分发挥了集成芯片或者独立芯片的优势。
  进入RMAA客观数据分析之前,单看参数,ESS三款DAC明显占优,但是最终的“跑分”和主观听感上优势会明显吗?我们先看客观数据分析。
客观数据分析
  关于RMAA软件和相关测试工具介绍,请回顾“决战Hi-Fi之巅 乐檬X3音频对比vivo X5Pro”一文。
  以下所有的数据结果都经过了至少三次的重复实验,获取其中最为稳定的一次实验结果。
  本实验采用的音频为:使用44.1kHz/16bit采样率,WAV无损音频格式,分为校准信号和测试信号。测试的子项包括:本底噪声、动态范围、THD(总谐波失真)、IMD(互调失真)、立体声分离度,合计5项指标。将三台手机的耳机输出孔用音频线接入到独立声卡的“复合型输入接口”,其中,音频线采用了转接头接入Roland U55的一端。独立声卡则通过USB口接入PC电脑中。
  最终结果如下表所示:
客观测试结果
红框表示横向对比更占优势项目
  从上面“跑分”结果来看,ESS和Cirrus Logic两套平台表现依旧出色,落后的AKM平台分数也并不是相差太大。红色框代表该项目得分最高的Hi-Fi芯片平台,需要补充说明的是,这是一整套Hi-Fi方案的得分,并不是一块DAC/耳放/运放芯片的得分,笔者为了方便各位读者直观记住样机1、样机2、样机3分别代表哪套芯片解决方案,所以才使用DAC芯片统称某一Hi-Fi方案。
  本文开篇就说这是一篇“非主流”的Hi-Fi评测,所以上述表格对应的曲线图我会留在主观听感部分和各位读者解读,方便大伙更好地理解跑分结果和实际听感上对应关系。
  客观测试部分,我们还需要关心一些硬指标,既然三套平台的DAC都标榜支持192kHz/24bit的高解析力音频,那么我们也来看看三台手机对于无损音乐和高解析力音乐支持度如何?在“高保真还原 手机Hi-Fi芯片是噱头还是干货”一文中我们介绍过采样率和压缩率是两项不同指标,高解析力和高采样率有关,无损音乐的标志性特征就是低压缩率,这也是决定音源的两项关键因素,如果音源损坏了或者采用了低采样高压缩方式存储,再好的Hi-Fi芯片平台也是白搭。
三套方案的解码芯片(DAC)硬指标
  如上图所示,Hi-Fi发烧友有福了,上面三套平台在ES9028、CS4398和AK4375的出色表现下,四种常见的无损音源格式.dff、.WAV、.FLAC、APE基本上都得到了很好的支持,CS4398和AK4375对DSD编码的.dff格式音源显示无法播放的提示,但是系统文件管理器是能够识别这种文件的存在的,不像部分机型连显示也显示不了。
CS4398不支持.dff格式文件
AK4375同样不支持.dff格式文件
AK4375同样不支持.dff格式文件
  有一个新发现,AK4375无法对44.1kHz/32bit的WAV音源文件解码,但是更为常见的44.1kHz/16bit是没有问题的。三款DAC都支持192kHz/24bit高解析力音源文件的解码,这一点也是这些独立解码芯片的重要优势。另一方面,在逐渐流行起来的CUE选曲功能的支持上,除了AK4375,另外两套平台都支持。当然,不排除和系统有一定关系,毕竟CUE选曲功能需要硬件和系统同时支持才行。相比之下,ES9028在音源种类多元化的支持度上,终于表现出和另外两套方案之间差距。
主观听感分析
  这个部分才是今天的重点内容,一直以来,Hi-Fi文章的主观听感部分确实不好搞,用词过于精准和专业,读者容易听到一头雾水,根本无法理解这套Hi-Fi方案究竟好在哪里?缺点在哪里?就像“眼前的黑不是黑,你说的白是什么白”,另一方面很容易因为个人生理结构(耳廓、耳道等结构)差异和主观情感偏好,对某些歌曲产生了评价偏差,从而让读者觉得咱们编辑并不专业,确实有难度,所以今天笔者就采用数据图表和主观听感相结合方式,搭配小白也能够听得懂的语言和各位读者聊聊这三套Hi-Fi平台。各位Hi-Fi界大神请勿拍砖,部分用词可能并不精准和专业,只是为了大伙更好地理解原理知识。
主观听感测试结果
  如上图显示,我们挑选了Hi-Fi界最容易理解的一些参数指标和各位读者分享,其实这也是我们最在意的一些指标。需要特别说明的是,和上次主观听音测试不同,笔者这次将耳塞式耳机更换成了入耳式耳机,主要是之前Hi-Fi界一位前辈指点我,他说如果耳机(后端)选择不当,即使音源、前端都做好了,也会影响最终的听音感受,我觉得也对,虽然入耳式耳机相比耳塞式耳机,一般情况下都会为智能机(前端)的表现力加分,但是只要我保证三大平台对比时候,始终使用同一条耳机,即使是加分也是三套平台同时加分,也算是公平,总比使用耳塞式耳机,丢失了很多细节,削弱了很多低音要好吧?所以本次主观听音环节,我们采用了一条索尼的入耳式耳塞。
  第一部分是女声的较量,今天我们不讨论圆润、温暖、饱满这些抽象的感觉,我们重点关注歌曲的整体表现,也就是梁静茹的歌声和背景音乐之间的权重,即使是“木耳”也能够听出不同Hi-Fi芯片平台间差异。由于上面表格中后两套平台不支持.dff格式音频,我们依然选择同一首歌,不过更换成高码率的MP3格式,结果出现了新发现。
  ES9028平台出现了影响听感的噪声和失真问题,无论开启还是关闭Hi-Fi模式,梁静茹的歌声都会出现卡顿和走音,小白也能够听得出这不是歌曲本身的问题,在另外两套Hi-Fi平台上并没有出现类似的情况。先撇开走音问题,ES9028和AK4375两套Hi-Fi平台更擅长突出梁静茹的声音,有意无意削弱了歌曲背景音乐的发挥,这也符合我们听流行曲的习惯。但是CS4398平台则明显能够听到背景音乐的音量并没有被削弱,很好地烘托出人声立体感,反复切换几套平台求证之后,确认了这个结论。
  CS4398平台这种调音方案好不好其实因人而异,对于我来说是比较喜欢的,梁静茹声音比较单薄,适当增加背景音乐的表现力,能够烘托出“亚洲天后”那种独特的甜美声线,这就是粉丝们常常说的,能够从“梁妈妈”身上感受到的源源不断的暖意。
  回到噪声的问题,我们翻查RMAA得到的数据,本底噪声参数上,三条曲线的变化都比较正常,CS4398虽然得分相对高一点,但是ES9028和AK4375也并没有落后太多,起码正常情况下是不会出现上述的诡异的走音现象,就像小时候听录音带,磁带在复读机卡带的时候就是这种噪声。PS:下文其它所有测试中再也没有出现类似的情况。
  提到噪声,除了和底噪有关,失真应该也是另一个根源,音频电路内部芯片之间,或者音频电路和SoC其它板块之间隔离做得不够好,就会出现失真、干扰现象,RMAA也有类似的考核,能够导出曲线图对比。
THD(总谐波失真)
  总谐波失真方面,客观测试部分的表格可得,AK4375和ES9028在分数上相当接近,都要优于CS4398,但是反映到曲线图,我们能够明显看到ES9028的抗干扰能力并非十分出众,相比另外两条曲线出现了比较明显的波动。这也是做了那么久实验,第一次发现RMAA的曲线图和“跑分成绩”并不相符,不过曲线图倒是和主观听感表现不谋而合,这起码能够证明遇到某些比较特殊的歌曲,例如上面的例子,ES9028是会出现失真的可能性的。
IMD(互调失真)
  互调失真方面并没有出现类似总谐波失真的问题,曲线图和“跑分”成绩能够一一挂钩,而且ES9028在这个参数上,无论是得分还是曲线图,表现都是垫底的,所以我们应该庆幸第一个测试场景就能够找到一首曲目完全暴露ES9028的一些小问题,再次强调,这只是个别现象,长期日常听音体验告诉我,ES9028是没有什么硬伤的。
  当我们将“爱久见人心”这首曲目从MP3换回.dff无损格式音源之后,ES9028平台失真和噪音问题全部消失,而且ES9028平台解决方案是本次参测三套Hi-Fi组合中唯一一套支持.dff格式音频的。
  第二部分我们听细节,笔者特意泡了各种Hi-Fi论坛,看看各位“老烧们”是如何听《渡口》这首经典曲目的,“老烧们”说这首歌曲主要是听底噪和动态范围的,果然又是“不明觉厉”,简化一下,我们今天只听蔡琴姐姐演绎这种曲目时候的高、中、低三频表现。
  为了更好地让读者理解这种曲目哪些歌词是高音所在位置,哪些是中音,哪些应该发低音,笔者亲手做了一张歌词图,请看:
《渡口》一曲应该怎么听细节
  根据图示,红色字代表高音出现位置,蓝色字为中音,绿色字则为低音。这首歌曲三套平台都能够播放无损格式(FLAC)文件,听音感受是,三套平台表现十分一致,蔡琴姐姐的齿音和吞口水声音(在中音/中频位置)并不明显,也就是在歌词中演绎“抽出”和“渡口”的时候并没有把齿音等细节表现出来,另一个不足就是,整首曲目中低音(贝斯)部分并没有一种镇住我的感觉,还记得小时候和老爹在电器城的Hi-Fi音响设备卖场中,坐在视听室中欣赏同一首曲目的时候,刚刚提到的那些齿音、吞口水声音全部都在,而且被第一下贝斯的敲击镇住了,完全沉醉在视听室中。
  既然《渡口》是听动态范围,那么我们就来看看三套平台在RMAA曲线中相关参数的“跑分”表现。以前也分享过如何看动态范围的曲线,1kHz位置波峰越高越好,三套平台的表现比较类似,波峰两侧的曲线越平滑越好,这一点只有ES9028平台做到了,另外两套平台出现了比较夸张的波动变化,但是反映到实际听感上,三大平台的表现正如上文所述,表现比较一致,所以说“跑分”和实际听感还是有一定出入的。
  聊完人声,我们聊聊乐器,先重点听听低频部分。评测界其他前辈觉得ES9028和ES9603全新组合方案相比CS4398和ES9018K2M两套平台进步最多的地方在于低频部分的加强,所以开干之前我真的十分期待。
  《鼓诗》是经典的低频测试利器,只可惜三套平台表现如出一辙,对于鼓声的表现都是一个字——“闷”,就像那些鼓都被雨水打湿了,反而是鼓手在敲打过程中偶尔将鼓棒碰撞在一起的那种清脆的声音吸引了我,在以往评测过的机型(采用“SABRE9018C2M DAC+3块OPA1612运放”Hi-Fi方案)中并没有出现类似的情况。
  接着我们聊聊分离度,也是RMAA最后一项“跑分”选项,在上文客观数据部分我们看到CS4398分数大幅领先,在曲线图上表现又是如何呢?
立体声分离度
  三套Hi-Fi平台在“分离度”这个参数上,最主要区别在于低频部分,而高频部分差距并不大,所以CS4398“跑分高”也只是表现在低频部分具有优势。这部分我们选择了一首经典的考核曲目《大阪城的姑娘》。三套平台表现可圈可点,在合唱部分能够清晰听到究竟有多少把男声混合在一起,但是平台间实际听感差距并没有分数上那么大。
  考核完人声(中音)、低音之后,下一个环节当然就是高音部分,我们选择了一首笛子乐曲,今天我们不听泛音或者音色之类比较深层次的东西,好像听“爱久见人心”时候一样,只听笛子和背景音乐的搭配效果,看看三套平台是如何表达的。
  ESS和AKM两套平台选择了和之前类似的做法,将笛子的演绎突出,弱化背景音乐,而Cirrus Logic平台则延续了之前的做法,并没有为笛子和背景音乐分主次,这样做的好处就是,当笛子停止吹奏时候,背景音乐能够承接着这段空档期,不至于让整个环境一片寂静,当笛子声再次响起时候,突兀感也会被消除,有一种循序渐进的感觉。而且无论是“爱久见人心”还是“笛子”,不弱化背景音乐的好处就是让主体(人声/笛声)更加饱满,饱满是什么意思?不严谨地说,就好比清唱和跟着音乐伴奏一起唱那种区别,后者明显饱满更多,而且在歌手的演唱会上,我们经常看到有一些人是专门为歌手做伴唱的,作用也是为了突出主体,让主体声音更加饱满,有时候要强调人声或者主要演奏乐器,并不一定要弱化背景音乐,通过Cirrus Logic这种调音方式处理也能够达到很好的效果。
  下一个场景我们挑一首有节奏感的曲目,All About That Bass,三套参测的Hi-Fi平台相比之前拥有3块OPA1612运放搭配SABRE9018C2M DAC平台来说,确实欠缺了一些震慑人心的低频量感。ES9028平台继续突出人声,Bass(贝斯)的演绎被弱化了,AK4375平台这一次变节了,和CS4398类似,同时兼顾了人声和Bass的演绎,并没有突出人声和削弱背景声,最大的好处就是听音效果逼近了之前笔者评测过的那套,拥有3块OPA1612运放芯片的解决方案,当然还有一段距离。
  本来笔者只是想测试一下三套Hi-Fi方案对于阿杜(《坚持到底》)这把磁性声音的演绎是否到位,谁料有意外发现,三套方案在这个环节的低频部分表现相比之前《鼓诗》场景好上不少,背景音乐的低频演绎得十分到位,有镇住了我的感觉,真要分高下的话,AK4375可能稍逊一筹。
  由于更换了入耳式耳机,所以之前那首笔者一直不愿意公开名字的“很特别的流行曲”的听音表现也得到了解放,相比插入耳塞式耳机时候,三套平台都能够听到更多的细节,低音、齿音、唤气全部都解析到位,当然,离笔者认为的“优秀”还有一段距离,耳机还是这副索尼的入耳式耳机,但是当初我将其插入了另一款智能手机中,听到的细节远比这三套Hi-Fi解决方案要多。PS:那是一款入门级别的智能手机而已。既然没有达到“优秀”级别,按照老规矩,歌曲名字和那款入门级别的智能机暂时不公开给读者朋友知道。
  总结:Hi-Fi手机和Hi-Fi芯片的长期测试项目将会继续进行,后续我们还会加入或者替换更多不同的Hi-Fi芯片解决方案和机型,音源选材可能也会更加广泛,耳机或者也会不定期变化,但是唯一不变的是,咱们的评测宗旨,希望用最通俗的语言解释清楚你购买这些搭载了Hi-Fi芯片的手机,最终获得的听音享受究竟在哪里?堆料在哪些场景有用,什么时候是没有用的?
  就今期长测项目提出一个阶段性结论,搭载了Hi-Fi芯片的手机务必要开启Hi-Fi模式,这是质变和量变的区别,但是不同智能机在开启Hi-Fi模式,大家都有Hi-Fi芯片可以调用情况下,三大Hi-Fi平台(ESS、AKM、Cirrus Logic)之间差别并没有我们想象中那么大,有区别也只是手机厂商和芯片厂商调音方案区别而已,或者突出人声,或者同时突出背景声和人声。
  但是Hi-Fi芯片的堆料对于追求音源文件多元化,听音需求越复杂的用户来说,作用其实越大,上文也提到,ES9028这块DAC除了支持采用PCM编码的WAV、FLAC和APE三种无损音频格式外,还额外支持采用DSD编码的.dff格式,通杀主流无损音乐格式。另一方面,对CUE选曲支持也是一大亮点,如今仍然有不少消费者并不是Hi-Fi发烧友,但是就是想重温昔日的那种播放CD专辑而不是零碎音频文件的感觉,CUE选曲功能能够对一整张CD音轨抓取的无损音乐文件进行定位选曲,既能够一整张专辑从开头播放到结尾,也能够通过CUE歌单快速定位专辑内相应曲目。高保真还原 手机Hi-Fi芯片是噱头还是干货_手机评测_手机中国
高保真还原 手机Hi-Fi芯片是噱头还是干货
作者:马俊杰
前言  【中国 评测】手机Hi-Fi的学问很多,小编今天着重和大伙聊聊Hi-Fi芯片的那些事。还记得当年 将解决SRC问题的CS8422和DAC解码芯片CS4398塞进去手机之后,引起了业界轰动,从此,手机Hi-Fi热潮正式被掀起。那个时候,还有很多人沉浸在的音质上,一个劲地说iPhone好,Hi-Fi手机没用。之后vivo Xplay用OPA2604这颗运放/功放芯片,让vivo手机再一次成为Hi-Fi手机的象征,同时也引起了疑问,在手机中塞下需要单独供电的独立运放/功放芯片有用吗,会不会得不偿失?  漠视众人的怀疑眼光,vivo锲而不舍地在vivo 上玩起了Hi-Fi,用上了ES9018K2M解码芯片,同时为其配备了MAX97220耳放芯片。vivo Xplay3S更将ES9018K2M和OPA2604完美地搭配在一起。但是业界支持和仿效的声音依然微薄,此时乃2013年底。  2014年第四季度,vivo Xplay系列已经接近一年没有更新产品线,正当不少支持手机Hi-Fi的消费者开始动摇之际,宣布正式回归音乐,魅族MX4 Pro也用上了Hi-Fi芯片,延续了vivo Xplay3S上的ES9018K2M DAC,还把运放/功放从OPA2604升级到OPA1612,用行动支持手机Hi-Fi,同时也标志着vivo不再孤军作战。  无独有偶,魅族宣布自家的Retina Sound体系不久,vivo卷土重来,在保持极致轻薄的前提下,用上了Hi-Fi 2.0架构,继承了ES9018K2M DAC,还把运放/功放系统升级为前后两级,引入ES9601和OPA1612双运放/功放芯片,除了听觉享受,在录音方面引入了雅马哈YSS205X-CZE2数字环绕声信号处理芯片,实时耳返功能打造随身KTV。  2015年初,Note正式加入Hi-Fi手机阵营,ES9018K2M依然没有缺席,前后级功放芯片更换成ADA4896和OPA1612的组合,同时用独立双时钟晶振解决SRC问题。顶配版更将ES9018K2M更换成了SABRE9018C2M,让Hi-Fi芯片性能保持不变情况下体积变得更小。  2015年,,乐视超级手机,nubia ,不约而同地加入了Hi-Fi芯片,直到最近发布的X3和、vivo X6Plus,还在更换Hi-Fi芯片组合,寻求更多更好的Hi-Fi方案。  如今,还有很多消费者对手机是否需要添加Hi-Fi芯片抱着怀疑态度,这也是本文需要和各位探究的问题,就让我们从声音的传播原理开始,然后再聊一下那些Hi-Fi芯片分别作用于声音传播的哪些环节,看看是否真的能够让手机Hi-Fi起来。Hi-Fi和声学Hi-Fi和声学  Hi-Fi和家庭影音系统其实并不是指同一样事情,相反,他们是相对的,Hi-Fi全称是High-Fidelity,意思为“高保真”,根据百度百科的定义,Hi-Fi是指与原来的声音高度相似的重放声音。而家庭影音系统的组成,根据百度百科的定义,包括:影碟机、调谐机、电唱机、均衡器、效果器、卡拉OK机、调音台、功放前级和功放。从定义来看,Hi-Fi和家庭影音系统存在着明显的区别,前者讲求“高保真”,需要准确还原每一件乐器的声音和位置。而家庭影音系统则讲求震撼和排山倒海的视听效果,只要能够感受到炮火在不同方位爆炸,直升飞机在你头顶盘旋,仿佛身临其境即可,必要时还能够加入音效进行修饰。或者使用音效工具将声音的音调、频率、振幅等指标调得面目全非,和Hi-Fi追求的“准确”有很大区别。  搞清楚了两者区别,今天我们的定调也就清晰了,本文介绍的是Hi-Fi芯片和Hi-Fi系统,而不是家庭影院系统,所以在下文主要还是讲述Hi-Fi芯片如何让的Hi-Fi系统变得更加“高保真”。  每一块Hi-Fi芯片加入Hi-Fi系统中每一个环节,其实都有其自身的作用,不过要了解这些Hi-Fi芯片的作用,我们必须先了解一下声音的传播原理和Hi-Fi系统的各个组成部分。  先回顾一下物理课知识,模拟信号和数字信号的区别:根据百度百科的定义,模拟信号是指连续变化的物理量所表达的信息,如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等,模拟信号在一定时间内有无限个不同的取值,表现在图表上一般就是连续而平滑的曲线。  相应地,数字信号是离散的、不连续的信号,举个最简单例子,由于数字信号只有两种状态,1和0,以电压为例,我们假设“1”是高电平,“0”是低电平,同时以5V为分界线,高于5V为高电平,低于或者等于5V为低电平,这个时候就可以用两种状态去描述不断变化的电压。聪明的伙伴应该意识到,数字信号并不是记录连续变化的物理量,而是在一定时间间隔,通过采样来记录相关物理量,所以最终在图表上显示的图案并不是一段曲线,而是棱角分明的类似柱形图的形状。注意,电压这种物理量既能够用模拟信号表示,也能够用数字信号表示。  声音的传播过程,简而言之就是将声波变成电信号,将电信号从模拟信号(经过采样、量化和编码)转变为数字信号,再放在信道(可以看作是声音的传播通道,类比汽车行驶的高速公路)进行传播,抵达接收端的时候,再将数字信号还原为模拟信号,最终将电信号还原为声波。为什么不直接用模拟信号进行传播呢?很简单,还是电压这个例子,3.5V和4V对于模拟信号来说区别很大,如果直接用模拟信号传播的话,在复杂多变的信道环境中很容易受到干扰,让3.5V电压值畸变成4V,数据无效,需要重传数据。  将模拟信号转换为数字信号再进行传播的话,即使遇到干扰和噪声,让3.5V电压值变成了4V,根据上文提及的数字信号的特征,我们假定了在5V以下,3.5V和4V都属于低电平,也就是“0”这种状态,所以数字信号在信道传输过程中,即使被干扰也只会出现“0”这种信号,最终抵达接收端的时候,通过解码程序就能够准确无误将“0”这种数字信号状态还原成“3.5V”这个模拟信号物理量。请看下图:声音的传播过程  最左边的红色字体标示了四个关键设备:输入设备(麦克风/录音机)、前端(播放器/)、后端(耳放/运放/功放)、输出设备(耳机/音箱),这些也是声音能否真实还原的关键,也就是“高保真”的关键。  接着我们再看上图最右边的区域,首先我们先聊聊录音部分,一段声音首先必须通过输入设备的“高保真”记录之后,才能够在最终回放环节获得原汁原味的重现。这也是声音转变成电信号之后,再由模拟信号转变成数字信号的重要环节,在手机Hi-Fi体系中我们用ADC这种芯片进行把关,例如 Xshot中采用TI的TLV320ADC。而ADC芯片的作用,其实就是负责在模拟信号转变为数字信号的时候,尽量提高采样率,同时减少压缩率。输入设备  采样率分为采样速度和量化位数,不懂?192kHz/24bit有印象吧?这年头不要说、和vivo,连、nubia、等不是音乐播放器起家的厂商也在追求这项参数。192kHz指的是采样速度,24bit指的是量化位数。由于采样速度和量化位数的内容牵扯到很多音频知识,但是它们不是今天的主题,所以请各位姑且记住,这对数值越大越好,也就是192kHz/24bit相比以前的44.1kHz/16bit(CD标准)采样率要好。  提高采样率的同时,我们需要减少压缩率,也就是和MP3格式之类的高压缩音频文件说再见。还记得以前没有出现192kHz/24bit的所谓“高保真”音频文件的时候,我们买CD听的时候也会觉得CD的音质很好。而上文提过,CD标准的采样率只是44.1kHz/16bit,为什么相比如今那么多所谓采用192kHz/24bit采样率的音源文件(MP3格式),音质上好上不少,这就是压缩率的原因。  MP3、OGG格式的音频文件经过压缩之后,把很多细节阉割掉,音质差了不少。采用这种有损压缩格式进行存储音乐文件的原因,主要还是因为采用了高采样率采样的音频文件体积庞大,不便于后期存储和移植到其它地方分享、传播。而CD标准的压缩率普遍不高,所以即使采用率不高,但是依然能够拥有很好的音质。  像MP3、OGG这类依靠丢失细节和损害音质,从而大幅度压缩文件大小的音频格式,我们称为有损压缩。另一种相对的压缩方式就是无损压缩。常见的无损压缩格式有FLAC、WAV、DSD、APE,这几种格式压缩率不高,很好地还原了音频文件的细节,缺点就是生成的文件体积比较大。  解释了ADC职能,接下来我们看看前端。前端的作用就是把刚刚录制好的声音片段(已经变成了数字信号),通过软件和硬件结合调用的方式进行缩和解码。既然有了将模拟信号编码成数字信号,之后进行了压缩的步骤(录音),根据对称性,肯定有解压缩,并且将数字信号还原成模拟信号的步骤(回放声音)。前端  关于解压和解码,以本文的重点——智能手机为例,回放音乐时候,我们首先打开音乐播放器,这时候音乐播放器就会有两种选择,要么调用专门的DSP芯片(例如Cirrus Logic的CS4398)对音频文件进行解压缩和解码(俗称硬解),要么就推给万能的CPU进行处理(俗称软解)。CPU日常工作本身就很多,再扔给它处理音频解压和解码无疑增加了CPU的运算压力,不要以为如今的CPU已经拥有8核心,上了64位架构运算能力就很了不起,音频文件需要处理的信息量也与日俱增,更别提有时候CPU还要兼顾处理4K视频等庞大的信息量。所以为了减轻处理器的工作压力,手机厂商在硬件层面上引入一些芯片分担处理器运算压力,除了本文提及的DSP(DAC、ADC等),最常见的例子还有和如今大肆宣传的协处理器。  言归正传,专职负责音频解压和解码工作的DSP芯片,常见的有CS4398和ES9018K2M。当然,在解压音频文件的过程中,手机厂商特别喜欢加入“音效混响”来优化音质的表现。加入不同的音效进行优化,都会让最终的音频文件在回放时候走向两种不同的结果。结合百度百科的资料和小编的理解,业界喜欢将能够提高“Hi-Fi”音质的音效称为“还原性音效”,而将能够让音质变得更加符合用户个人喜好的音效称为“修饰性音效”。前者的调音结果很好理解,就是将解压后的音频文件尽量弥补、修复、还原,调整到和录音时候无异,后者的调音结果则是千差万别,极端情况下,还能够让一首充满喜感的曲目变成哀乐,街边商铺经常播放的那些disco版本的伤感歌曲其实可以通过修饰性音效获得。  “还原性音效”的代表就是Dirac、Beats、BBE,“修饰性音效”的代表就是SRS。小编发现了一个规律,在手机上的SRS、调调、MaxxAudio中的MAXXEQ工具都提供了很多对音频文件进行调整的选项,人声强化、弱化背景、摇滚音效、电子风、爵士味等多种选项的组合就能够将一首曲目改得面目全非。相反,所谓的BBE和Beats音效,在vivo和的手机上只有区区一个简单的开关,让用户选择是否开启。大概这就是“还原性音效”和“修饰性音效”的区别吧,一个一切从简,另一个包罗万象。  解压完毕,接下来就进入解码阶段,依然是CS4398等DAC芯片的职能,将离散型的脉冲电流(数字信号)变成喇叭能够识别的交流电信号(模拟信号)。  注意,以下这部分内容比较偏向学术性,所以不是太感兴趣的读者可以适当跳过这部分的内容。(对应下图的蓝色字部分)后端和输出设备  DAC解码之后,由数字信号(脉冲电流)还原得到的模拟信号(交流电),信号一般都比较弱,手机厂商为了让这种交流电能够更好地推动耳机和喇叭工作,通常都会加入耳放/功放/运放芯片,放大模拟信号,增加交流电的电流强度,推动阻抗更高的耳机/喇叭,或者驱动灵敏度更低的耳机/喇叭。这部分的职能由OPA2604等运放/功放芯片和MAX97220等耳放芯片负责。  模拟信号经过耳放/功放/运放的放大后可以输出到输出设备(喇叭)上了。耳机和音箱的主要元件就是喇叭,所以接下来我们看看喇叭的工作原理,请看下图:喇叭构造结构  从上图很好地看到整个音箱喇叭的构造结构,电信号主要就是通过直接或者间接驱动磁体、盆架、纸盘三个部分,最终让电信号转化为声音,还原到人耳,这部分内容由于和Hi-Fi芯片关系不大,所以请各位读者有选择性地看看就好。当放大后的交流电通过喇叭上一圈一圈的线圈,根据“安培定则”的原理,通电线圈附近就会产生磁场,同时,根据“安培力”的定义:通电导体处于磁场中的时候会受到安培力的作用。“安培力”的方向我们可以通过“左手定则”进行判断。在喇叭这个例子中,“安培力”方向会不断变化,主要是因为通电线圈所产生的磁场方向,会随着交流电方向不断变化,从而时刻改变“安培力”的方向。  另外,喇叭上固定的磁铁也会产生磁场,磁场方向是恒定的,这就会和上述磁场相互作用,从而削弱和增强这种“安培力”的效果。具体的两种情况请看下图:两个磁场方向相同两个磁场方向相反  两个磁场相互作用下的“安培力”最终就会推动线圈在两个相反的方向来回移动,从而带动连接在线圈的纸盘震动,纸盘震动从而让附近的空气不断经历压缩和膨胀两个过程,最终形成声波,简简单单的喇叭原理,牵扯到电学、力学和声学三门物理学知识。  了解了声音的传播原理和Hi-Fi芯片分别作用于声音传播的哪些环节,接下来我们总结一下:  1、输入阶段:ADC,例如TI TLV320ADC  2、解码阶段:DAC,例如Cirrus Logic CS4398  3、输出前放大信号阶段:运放/功放/耳放,例如OPA2604和Hi-Fi芯片有关的基本术语和Hi-Fi芯片有关的基本术语  (谐波)失真:简单来说就是,实际的音频功率放大器有各种谐波造成的失真及由器件内或外部造成的噪声,这个值一般在0.00n%~10%之间(n=1~9)。  互调失真:和“谐波失真”类似,也是采用百分比来表示,数值越小越好。上面的(谐波)失真是指单频率下,所产生的干扰,而互调失真则是两个频率下所产生的谐波干扰,这种组合又能够互相叠加(和、差两种运算),形成更多的谐波干扰。  噪声:和“失真”有一定相似,都是原输出音频信号没有的东西,属于干扰听感和音质的事物,“失真”一般是有规律可循的,“噪声”则是不可预见和突发的。  信噪比/讯噪比:一个电子设备或者电子系统中信号和噪声的比例,采用dB做单位,数值越大,还原的声音越清晰,没有乱七八糟的杂音。在本文中用于表征中输出的音频信号对底噪和外界干扰信号的抵御能力。  动态范围:这个参数是指手机的最大信号和最小信号之间的幅度差,最大信号就是指音频重放时最大不失真输出功率,最小信号则是手机不播放音乐时系统噪声(底噪)输出功率。单位dB,数值越大越好。  声音分离度:简单来说就是左声道和右声道输出声音之间的隔离度,如果分离度不够,左右声道产生串扰,不仅无法形成立体声效果,连声音基本的清晰度也会大打折扣。这就好比3D眼镜如果设计得不合理,观看电影时经常出现“重影”现象,让人无法观看。  频率响应:以恒定电压输出的音频信号与系统相连时,扬声器产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而产生变化的现象。用来描述音频设备对于不同频率的信号处理能力的差异。针对手机而言,主要强调其对任何频率的信号都能够保持稳定的放大率,并且对于相应的负载具有同等的驱动能力。最直接的体现就是RMAA波形图中应该近似地接近一条直线。  共模抑制比:在本文主要是针对Hi-Fi芯片中的运放/功放芯片(例如OPA1612)而言,类似“信噪比”,也是一种比值。不过这种比值的分子和分母比较难理解,分别是差模信号电压放大倍数(Aud)和共模信号电压放大倍数(Auc),即CMRR=|Aud/Auc|。我们姑且记住结论,CMRR(共模抑制比)越大,运放/功放芯片的放大性能越好。回到手机界,MX4 Pro第一次采用OPA1612替代OPA2604的时候,宣传过这个参数。来自魅族官网(CMRR介绍)  增益:要解释“推力”这个重要术语之前,我们必须介绍一下什么是“增益”?根据声音传播和发声原理,要让中发声单元发声,我们需要通电,让电流克服电路电阻做功,经过一系列的电磁效应之后,驱动喇叭振动发声。通过控制电位器(手机机身的音量加减键)可以调整通电时候的电流大小,从而控制手机的音量。通过按下“音量+”键来提高音量输出,按下“音量-”键来减少音量输出。  另外,众所周知,部分Hi-Fi手机内部有耳放或者运放/功放芯片,这些芯片主要作用就是放大输出信号。结合上面的音量键(电位器)知识来解释什么是“增益”。“增益”就是表示每当按下音量+(音量-)键时候,系统内部的耳放/运放/功放芯片能够将原输出信号相比放大前增加(减少)多少倍,可以近似看成是一种比值,增益的单位一般用“dB”表示。  假设不用运放/功放芯片,按一下“音量+”键增加了5dB的响度,采用运放/功放芯片放大信号输出之后,按一下“音量+”键增加了10dB的响度。再将响度换算为功率P,代入“增益”的计算公式(小编不敢写,怕关闭浏览器)上,即可求得按一下“音量+”键获得的“增益”是多少?如何得到“增益”数值  为了让读者更好地理解,小编不禁想起了魅族MX4 Pro中提供了“Hi-Fi Sound”的几种输出模式,碰巧就是用“增益”划分的,最具代表性的低增益模式和高增益模式。魅族“Hi-Fi Sound”设置选项  举个例子,小编手上有两条耳机,根据阻抗和灵敏度的不同,分别适配上述两种模式,如下图所示。几种不同的Hi-Fi Sound模式  看完了上图我们就能够更加容易理解“增益”是什么。低增益模式明显是用来推“高灵敏低阻抗”这种俗称“容易推”的耳机,而高增益模式则是用来推“低灵敏高阻抗”这种俗称“比较难推”的耳机,说明“推力”和“增益”有关。  推力:了解了“增益”之后,接下来我们探究一下“推力”和“增益”的关系。还是上面魅族MX4 Pro例子,系统中选择“线路输出”模式,接外置功放/声卡和监听音箱,当音箱响度达到相同分贝的时候,两台手机相比(假设和相比),哪台手机需要的增益越大,证明该手机的推力越小,相反,则越大。增益和推力一般成反比关系。简而言之,“推力大”表示通过尽可能少的增益,就能够输出用户需要的响度的一种能力。  解析力:这也是Hi-Fi发烧友认为最难解释清楚的术语之一,Hi-Fi领域所谓的解析力受多个因素综合影响,失真、底噪、采样率、压缩率等指标都能够影响解析力,是一个综合指标。正如手机摄像头的解析力,不仅和摄像头像素有关,而且还和光学镜头/镜片质素、传感器尺寸大小、单位像素面积、对焦速度、防抖表现等参数有关。小编觉得,高解析力的手机,最基本应该做到将声场准确还原,能够清晰听到每一样乐器分别在自己的哪些方位发出声音,此乃其一。另外,将音频文件细节交代得一清二楚的同时,应该很有层级感,所谓层次感就是一堆乐器同时演奏,手机能够分清主次进行表达,让我们分清楚哪些是主要乐器,例如大提琴、钢琴,哪些是次要乐器,例如三角铁、鼓。各家芯片厂商的代表作各家芯片厂商的代表作  了解了发声原理,普及了音频专业术语之后,接下来我们开始聊聊那些Hi-Fi芯片。下图是小编总结了市面上搭载的一些主流Hi-Fi芯片。主流Hi-Fi芯片  如图所示,TI和ESS两家厂商不仅仅生产单一环节的Hi-Fi芯片,例如ESS,除了生产和解码环节的DAC芯片,还生产放大信号环节的运放/功放芯片。接下来,小编按照厂商顺序分别聊聊上述的一些Hi-Fi芯片。PS:下面的芯片参数全部来自芯片厂商或者手机厂商公布在官方网站的数据。Wolfson/欧胜  2014年5月,Wolfson/欧胜正式宣布被最大竞争对手Cirrus Logic收购,同年8月,收购完成。如今,在Cirrus Logic的芯片官网,已经能够看到Wolfson/欧胜以前和现在的一些电子芯片资料和白皮书。在智能机诞生早期,也就是Cirrus Logic和ESS没被扶正的时代,欧胜的音频解码芯片还是挺受欢迎的,不少手机厂商,例如,不想使用处理器自带SoC中的集成音频芯片,所以选择了和欧胜采购WM系列解码芯片。经典芯片参数对比  从上面6款欧胜的经典解码芯片中可以得知,WM5102的综合音频参数最佳,而这颗芯片曾被用在三星S4、K860i和MX3上,巧合的是这三套平台都是采用了三星Exynos处理器。据业界的专业人士反应,早期三星处理器平台的音频解决方案一般比Qualcomm处理器平台的要好一点点。三星也不是第一次在自家的SoC平台上引入独立音频解码芯片,早在三星和三星Note II时候就已经使用过另一颗芯片——WM8958。  WM1811可以看作是WM5102的低功耗版本,而WM8994和WM5102的性能指标很相似,被用于魅族MX2上。WM8918则被和手机用过,酷比手机也是近年来仅次于vivo,在智能机上广泛引入Hi-Fi芯片的厂商,只不过品牌名气不高而已。而WM8281最为熟悉,就是前些日子主打“全时Hi-Fi”的其中一块解码芯片。仔细观察,你会发现这6颗芯片不再局限于44.1kHz/16bit的CD音频采样标准,时代在进步,消费者和厂商对音频文件的采样率也提出了进一步的要求,不过正如上文所说,采样率高还要保证压缩率低,采用无损压缩为最佳,否则糟蹋了辛辛苦苦采样的音频文件。Cirrus Logic  自从vivo 引入CS8422之后,SRC问题被解决了,同时手机解码音质也被CS4398变得更有“胆味”,这是以往智能手机从未出现过的两项新革命。从此,Cirrus Logic和vivo形影不离,vivo三大系列(X、Xplay、Xshot)旗舰机不少都使用过Cirrus Logic的解码芯片,而CS4398也是vivo用得最为成熟的解码方案,不亚于ESS平台。经典芯片参数对比  CS4398曾经是业界知名“胆机”的解码芯片,所以才一直被Hi-Fi发烧友抱以高度评价,至于CS4353则是vivo X1S时候,由于供货紧张导致产能不足,vivo将CS4353替换掉CS4398,两者在参数上还是有一定区别的,不过实际听感可能未必如参数那样明显。至于CS8422则是专门用于解决SRC问题,这颗芯片的参数本身也不低,甚至高于CS4398。关于SRC问题,小编在这里不展开讨论了,简单来说就是更高保真地还原声音,减少和ARM架构处理器共同对音频解码过程中产生的负面影响。通过国内外的评测机构拆机发现,CS37系列解码芯片曾经被用于iPhone上,当然,也是定制版。至于CS42L73则被用于3(移动版,Tegra 4处理器平台)上。ESS  又让我想起老白的经典语录,“魅族MX4 Pro的动态范围是知名的音乐播放器HIFIMAN HM-901的4倍”。不过也正因为这样的对比,才进一步凸显了ES9018K2M在智能手机中的地位,纵然表现上相比专业播放器中那块ES9018解码芯片还有一段很大的距离,但是能够将低功耗版的ES9018K2M塞进去手机中,vivo和魅族等厂商也是蛮拼的。专业播放器领域有不少彪悍的Hi-Fi芯片,知名的芯片厂商也不只Cirrus Logic和ESS这几家,但是能够在保证性能不被大幅缩水基础上将Hi-Fi芯片体积缩小,并塞下手机之中,Cirrus Logic和ESS确实树立起标杆作用。经典芯片参数对比  ES9018K2M自vivo X3上首发开始,出色的性能参数让其逐步取代CS4398,成为了业界公认的手机音频解码芯片之王,除了vivo,还有酷比、、魅族、和IFA之后比较火的Gigaset的部分机型都选择了这颗解码芯片。而SABRE9018C2M则是小米Note 顶配版和上出现的进阶版ES9018K2M,从上面表格可得,相比参数上略微提升一点点而言,体积缩小这个优势无疑更具吸引力,让更多主打轻薄的智能机都能够塞下这颗旗舰级别解码芯片。ES9028Q2M则是vivo X6Plus最新搭载的解码芯片,由于ESS和vivo官网暂时都没有公布其完整的参数指标,所以小编从其它专业评测机构上借用其中两项公布数值。  除了解码芯片,ESS还有两颗运放/功放芯片:ES9601和ES9603Q比较知名,分别用于和vivo X6Plus上。类似地,ESS官网对于这两颗功放芯片的参数公布也比较少。TI/Texas Instruments  纵然TI的OMAP系列处理器已经退出了手机市场的竞逐,但是TI大量的传感器和音频芯片却依然活跃在智能手机行业中,其中Moto特别喜欢采用TI家的传感器,代表作为的两颗低功耗的DSP(自然语言处理器和语境计算处理器),而TI在音频芯片方面代表作有OPA1612和OPA2604。  类似ESS,TI的官网对于自家的音频芯片在参数上的宣传也比较低调,我们无法直接获得信噪比、动态范围等技术指标,但是可以通过手机厂商纷纷入手这些芯片的态度,间接体会到这两颗运放/功放芯片的实力。  OPA2604第一次出现在智能手机上是在vivo Xplay,当时引起了业界轰动,主要还是因为这颗运放/功放芯片本身是一颗双极运放/功放,需要正负电压双供电电路,对于如此苛刻的供电需求,更盛传在vivo Xplay上市前更换了不少新的电压控制IC来驾驭它。这也是vivo Xplay成功的地方,试问昔日又有多少手机厂商能够将这种需要独立供电的运放/功放芯片引入到体积本来就不大的手机中?除了vivo两代Xplay系列旗舰搭载了这颗芯片,锤子Smartisan 也引入了这颗Hi-Fi芯片,不同的是,老罗并没有像vivo那样引入独立的DAC。OPA1612(截图来自魅族官网)  而OPA1612则是魅族MX4 Pro开始,正式取替OPA2604成为业界主流的运放/功放芯片,代表机型还有vivo 、小米Note、、联想,以及最近发布的锤子。OPA1612最突出的优点是CMRR(共模抑制比)值极其稳定,从1Hz到80 KHz都始终保持120dB不变,这样使得OPA1612在整个音频里都能保持优秀的高解析力,而且失真度很低。这也就不难理解为什么小米Note连续用了两颗OPA1612,在联想乐檬X3上更连续用了三颗。  除了独立运放/功放芯片,TI还生产像TLV320ADC的模拟转数字信号芯片,正如上文所说,ADC主要是作用在录音阶段的芯片,保证高保真地录入音频文件。vivo Xshot是一款经典的Hi-Fi手机,不是因为其参数和表现比vivo X5Max或者vivo X6Plus更加出色,而是因为vivo Xshot从音频在输入到手机(TLV320ADC)、在手机中解压解码(CS4398)、从手机输出到耳机(MAX97220)全过程都有Hi-Fi芯片的引入,所以才称其为经典和蓝本。AKM  自vivo将Cirrus Logic和ESS两家厂商的Hi-Fi芯片引入到手机端之后,欧胜的地位一落千丈,最终也在2014年被Cirrus Logic收购。除了Cirrus Logic和ESS双雄争霸,业界也有不少手机厂商尝试和其它Hi-Fi芯片厂商合作,寻求新的火花。其中,AKM的解码芯片在这一两年被nubia引入到手机中。经典芯片参数对比  AK4961最早出现在nubia Z7上,是AKM专为智能手机与平板产品打造的高级音频DSP编解码器,从AKM官网公布的参数看,这一解码器和ES9018K2M类似,支持192kHz/32bit采样率,不过信噪比可能不够ES9018K2M出色。在专业评测机构报告中也显示,AK4961纵然是AKM面向旗舰机定制的Hi-Fi芯片,但是相比ES9018K2M的信噪比、动态范围、谐波失真、互调失真和立体声分离度的得分都要低。  而15年年度旗舰nubia 同样采用了这颗AK4961,和下文提及的YAMAHA那颗YSS205X-CZE2一样,支持实时耳返功能,可以充当一个口袋录音棚,兼容当前业界大部分K歌app。再者,AK4961集成了低噪音低功耗的麦克风放大器,能够实现语音方面的操作,例如降噪和消除回声等。  AK4375则是AK4961的缩水版,纵然在上面表格参数上并没有直观反映出来,根据资料显示,nubia 、nubia Z9
精英版、nubia My 布拉格三款产品都搭载了这颗芯片,除此以外,vivo和Gigaset两家厂商的部分机型也有搭载这颗定位中端的解码芯片。nubia的品牌设计总监王汇也在接受媒体采访的时候表示,AK4961重点是解码,而AK4375则是为了获得更好的功放效果,不属于同一个类型。YAMAHA  YSS205X-CZE2首次出现在手机上是vivo X5的时候,但是在KTV领域早就享誉盛名,vivo并不是创新地将一颗Hi-Fi芯片从无到有打造出来,而是善于将Hi-Fi音频领域的芯片引进到手机上,和业界知名厂商(Cirrus Logic、ESS、YAMAHA等)合力打造定制版的Hi-Fi芯片,让手机用户也能够过把Hi-Fi瘾。YSS205X-CZE2是一颗在智能终端上搭载的专业级卡拉OK数字环绕声信号处理芯片,正如上文所说,这块芯片具有专业的实时耳返功能,同时还能够实现多种混响空间音效和实时算法,例如实时消除人声算法、实时升降调算法、防啸叫算法、回音消除AEC算法和实施降噪算法。截图来自vivo官网  采用这颗YSS205X-CZE2芯片进行K歌时,演唱者声音的录制和耳放存放在同一颗IC内进行处理,换句话说从声音的录制、到音频信号的处理、再到声音的播放,都能够通过YSS205X-CZE2在硬件级别实时处理,减少数据在缓冲区一层层传递,所以缩短了耳返时间。正如大部分手机都能够通过软件级别实现“先拍照后对焦”功能,但是只有 One()那种硬件级别实现方式,才称得上虚化自然,指哪打哪,而且还能够在相册中随时调整对焦点,让照片焕然一新。有些功能用硬件实现虽然提高成本,但是带来的效果相比软件实现更加出色,拍照如此,音频处理如此。除了vivo X5,vivo X5F、vivo X5Max和vivo X6Plus也采用了这颗YSS205X-CZE2。不过在YAMAHA的官网,并没有公布这颗YSS205X-CZE2信噪比、失真等参数。  除了YSS205X-CZE2,还有很多厂商机型宣传采用了雅马哈功放或者耳放,但是并没有具体说明是哪一颗,例如三星、nubia、、酷比、等厂商。ADI/Analog Devices  小米Note采用了ADA4896,这是一颗出自Analog Devices(ADI)的运放/功放芯片。小米Note和vivo X5Max一样,采用了二级运算放大系统,分为前级放大电路和后级放大电路,后级放大电路都是采用OPA1612,区别在于前级放大电路,小米Note将vivo X5Max上的ES9601替换成ADA4896。截图来自  根据ADI官网显示,ADA4896的共模抑制比(CMRR)相比OPA1612相差无几,另一方面,ADA4896的谐波失真(-115dB)相比CS4398(-107dB)还要高,但是略低于ES9018K2M(-120dB)。至于ES9601和ADA4896都作为前级放大电路芯片,在参数上哪一块更优秀,由于ESS官网并没有公布ES9601具体参数,所以暂时无法对比。但是可以肯定的是,小米Note为米粉们定制的这颗ADI运放/功放芯片也是品质不错的选择,体现了小米对Hi-Fi有自己一套态度。其它  市面上还有其它一些Hi-Fi芯片并不是源于Cirrus Logic和ESS这些名气比较大的厂商,我们也来认识一下他们。  AW8736是AWINIC/上海艾为电子技术的运放/功放芯片,nubia Z9 Max 精英版除了搭载了AK4375解码芯片,还追加了一枚AW8736,AWINIC官网公布的参数可知其谐波失真为0.02%。  NXP/恩智浦半导体的TFA9890功放曾经搭载在TCL S838M(俗称东东枪2)和刚发布的锤子Smartisan 上。虽然信噪比只有100dB,但是相比采用集成音频芯片方案的机型还是体现了其优势和诚意。锤子Smartisan T2的Hi-Fi体系  vivo很多Hi-Fi手机都采用了MAX97220耳放(AB类耳放),这颗大名鼎鼎的芯片其实出自Maxim之手。凭借112dB信噪比,低于-90dB的谐波失真,让MAX97220作为很多厂商在耳放上的首选。除了vivo,TCL和酷比也有机型用上了这颗耳放芯片。  细心的也会发现,耳放芯片相比运放/功放芯片的选择窄了不少,除了上述的Maxim MAX97220以外,就好像只有英国Graham Slee的Solo耳放,这颗耳放芯片也是魅族相比魅族MX4 Pro其中一项改进。主观听感和结论主观听感和结论  小编结合自己使用过的一些(采用了本文提及的Hi-Fi芯片),表达一下Hi-Fi芯片为听感带来了哪些提升。  先说说小编之前写过的对比评测中的两台手机: 和。对客观数据感兴趣的可以移步到RMAA的专项评测文章。  文章链接如下:mo.com/reviews/528727_all.html?#p528976。  主观上,vivo X5Pro整体听感和vivo Xshot很相似,之前看到网上说这两款机型听感一个偏暖一个偏冷,真机上手之后对比了半天,从流行曲对比到古典音乐,愣是没发现有什么明显区别。主要还是因为两款手机采用的Hi-Fi芯片方案基本一致,所以结果也是意料之中。需要强调的是,vivo大部分Hi-Fi手机都有一个特点,如果不开启自带音乐播放器的“Hi-Fi”模式,系统是不会自动调用Hi-Fi芯片的,这一点从听音乐的时候来回开启和关闭“Hi-Fi”模式这个选项就能够明显感觉到。Hi-Fi模式  最大特点就是用了两颗不同功能的解码芯片,分别作用于Standard Hi-Fi模式(WM8281)和Turbo Hi-Fi模式(SABRE9018C2M),另外,Turbo Hi-Fi模式还额外调用了三颗OPA1612运放/功放芯片,实际听感上存在着明显区别,小编在多首曲目而且是同一音量下,不断切换两种Hi-Fi模式,发现偏向低功耗节能的Standard Hi-Fi模式,相比火力全开的Turbo Hi-Fi模式,在响度上弱了不少,当然响度并不能完全作为Hi-Fi芯片的评价指标。另一方面,Turbo Hi-Fi模式能够听到更多的细节,立体声环绕和低音效果明显更好。为了排除耳机的加分作用,小编特意选了一条几十块钱的入门耳塞式耳机做上述的实验,这款耳机公认低音表现不突出,所以对最终结论影响相比中高端入耳式耳机和头戴式耳机客观得多。联想乐檬X3全时Hi-Fi体系vivo Xshot  根据vivo公布的参数,vivo Xshot配备了CS4398 DAC,支持192kHz/24bit采样率。小编使用了几首192kHz/24bit的WAV无损压缩格式的音频文件,测试一下这块芯片是否能够正常解码,答案是肯定的。类似地,上述提及到另一块支持192kHz/24bit采样率的SABRE9018C2M DAC,在联想乐檬X3上同样能够成功解码这些高采样率的音频文件。  客观地说,192kHz/24bit音频文件相比44.1kHz/16bit的CD碟片,在音箱(外放)上表现,人耳可能未必能够明显感觉到区别,毕竟外放时候声波经过众多障碍物的干扰之后,最终抵达人耳时候的变数实在太多,192kHz/24bit和44.1kHz/16bit即使有区别,差距也会被弱化了不少。  而在耳机上回放,由于耳机密闭性做得比较好(尤其是入耳式和头戴式),能够让客观干扰因素尽量减少,保证音频在整个传播途径中尽可能少地失真和引入噪声,所以192kHz/24bit和44.1kHz/16bit的采样率下,分别生成的同一格式的音频文件,还是能够感受到细节上区别。  综上所述,如果经常使用外放来听音乐,那么支持192kHz/24bit采样率的Hi-Fi芯片未必能够打动你,但是,如果你是喜欢戴上耳机,做一个安静的美男子坐在角落上聆听音乐的话,支持192kHz/24bit采样率的Hi-Fi芯片还是具有一定吸引力的。长江后浪推前浪  如果几年前有人说Hi-Fi芯片作用不明显,小编可能还会有点认同,毕竟在小编的手机库中,和MX3上的欧胜WM系列独立音频芯片表现并不见得要比集成在处理器SoC中的音频芯片要好上多少,换条好一点耳机带来的音质提升相比换台手机带来的音质提升更大。以小编为例,前阵子也将和vivo两条入耳式耳机替代了蓝魔和魔方两条耳塞式耳机。发现三星S3和魅族MX3也终于有一点Hi-Fi味儿了,主要是低频量感足了不少,不过这是耳机带来的听感提升,而不是手机的Hi-Fi芯片。截图来自乐视超级手机官网  但是随着时代变迁,魅族MX3也更替到,Hi-Fi芯片也换了几代,市场反馈是最好的佐证,魅族、vivo、、乐视等厂商如今使用的Hi-Fi芯片也早已不是当年被收购的欧胜WM系列芯片,手机音频电路也早已不再是当年那么简单,凭借双晶振电路、前后级运放/功放电路、双解码芯片等层出不穷的设计,呈现出长江后浪推前浪的变革趋势。  结束语:如果Hi-Fi只是噱头的话,为什么除了vivo,还有那么多厂商愿意争相效仿、借鉴或者赶超vivo?如果Hi-Fi只是营销概念,为什么还有那么多手机厂商钻研着不同的Hi-Fi芯片组合,选择和ESS、Cirrus Logic、欧胜、AKM、TI等国际知名的音频芯片厂商合作?如果Hi-Fi只是浮云,为什么坚持了几年依然方兴未艾,让那么多手机厂商为了解决SRC、低频不足、中音不准、高音不甜、临场感不够、耳机推力不足、左右声道分离度差等问题,而不断改善和优化音频电路,加入更多高品质的电阻、电容等电子元件来提升手机Hi-Fi表现?  正如上文所说,每一块Hi-Fi芯片加入到手机中都是有原因的,分别作用于声音传播过程中不同的阶段。无论是主观听感还是客观数据,无论是厂商公布的技术指标还是小编用RMAA去印证这些参数,最终得到的结论都显示Hi-Fi芯片的引入是干货而不是噱头。智能穿戴设备没有进入寒冬,手机Hi-Fi同样刚刚才崭露头角,正走向全新的时代。
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