媒体视角 | 旗舰级手机的音频，驱动起来有多难？

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媒体视角 | 旗舰级手机的音频，驱动起来有多难？


■来源：电子工程专辑

■作者：邵乐峰





Cirrus Logic旗舰级升压放大器CS35L45是一款带DSP功能的15伏智能升压D类音频放大器，同时具备扬声器保护和自适应电池管理，可在所有电池条件下驱动更高的输出功率，与上一代旗舰升压放大器相比，峰值响度提高了30％。





根据SAR Insight ＆Consulting所做的一项最新用户调查，在过去12个月中，40％的受访者增加了对扬声器模式的使用。这项全球调查显示，在新冠疫情期间，随着越来越多的人居家办公，他们更多地使用智能手机扬声器在社交媒体上观看和共享视频，进行视频通话以及在处理多任务时收听播客或音乐，或者仅仅是为了营造更好的氛围。这些因素都促使消费者渴望智能手机能提供更好的音质。




这项在中国、德国、美国、英国和韩国五个国家进行的调查向参与者了解他们如何使用手机，何时使用扬声器模式以及音频性能在当今极度依赖视频和音频的应用中所起的作用。来自1,722名年龄在18岁至65岁以上的受访者的调查结果显示，过去一年中，40％的受访者在享受音频内容时增加了对扬声器模式的使用。而年轻群体全面推动这一增长，特别是在中国。



在中国，46％的受访者表示他们增加了对智能手机扬声器的使用，78％的人喜欢在扬声器模式下共享社交媒体视频和内容，50%以上的人表示他们使用扬声器模式营造良好的氛围，尤其是在游戏方面。韩国紧随其后，67％的人首选用扬声器模式与亲朋好友分享社交内容，几乎一半的人更喜欢在讲电话时做其他事情。





在全球范围内，受访者一致认为，音频在其移动设备购买决策过程中的重要性正在上升。特别是中国受访者表示希望有更好的音频扬声器，其中有72％的人说音频在决定购买智能手机的过程中变得越来越重要，还有62％的中国用户表示对现有智能手机扬声器的声音感到满意。





受访者还列举了在手机上使用扬声器模式的其他原因，例如锻炼、在线学习、舞蹈练习或卡拉OK，在线研究或在听筒模式下听不清对方等。担心打扰他人、节省电量或音频/扬声器质量不佳是不使用扬声器模式的主要考虑。



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更响亮、改善的动态范围和更长的电池寿命




在这样的大趋势下，为了向智能手机、平板电脑和移动游戏设备提供更丰富、更加身临其境的音频体验，Cirrus Logic日前推出了最新的旗舰级CS35L45升压放大器。这是一款带DSP功能的15伏智能升压D类音频放大器，采用55nm工艺制造和0.4mm间距，36球WLCSP封装工艺，工作温度范围为-40℃至+85℃，可以轻松集成到下一代旗舰移动设备的立体声或多扬声器播放解决方案中，无需升级扬声器即可提升中端设备的性能。它的功能还包括扬声器保护和自适应电池管理，可在所有电池条件下驱动更高的输出功率，与Cirrus Logic上一代旗舰升压放大器相比，峰值响度提高了30％。




CS35L45智能功率放大器具有7w的输出功率和15v的动态升压，可在所有频率上实现更高的峰值功率，从而在所有音量级别上实现更佳的音调平衡，更好的动态效果以及更大的空间范围和音色。



Cirrus Logic产品经理Eric Eklund对《电子工程专辑》表示，




传统意义上而言，升压放大器技术很大程度上受制于电池的寿命、功率大小等因素，随着很多智能设备通过配备2-4个扬声器来实现立体声播放，两者之间的关系面临越来越大的挑战。道理并不难理解，因为扬声器的数量越多，意味着功率越大，功耗越大，电池的用电需求也会越大。




而CS35L45的创新点，不仅在于通过更精确的扬声器保护算法控制升压需求，保护电池，还配置了专门的硬件以保证扬声器输出能够达到功率的峰值。换句话说，就是在升压的同时，设法保证输出的功率在扬声器设定的安全值范围内，通过控制扬声器的运动振幅和温度加以实现。这样，放大器既保证了功率最大化，又不超过扬声器本身的功率范围。



另一项安全措施，是由于具有从电池汲取大量电流的能力，使得CS35L45是系统感知的，内置电池电流监控和可提供高输出功率的电压监控，但仅在需要再现源音频内容时才提供。CS35L45放大器的专有自适应电池管理技术有助于“预见”突然出现的音频信号尖峰，从而保护电池，防止波动和削波并在所有音量级别上最大化音频性能，且没有杂音。



CS35L45上的Y桥输出驱动器可在听筒模式和扬声器模式下实现更高的效率，从而延长电池使用寿命。片上DSP固件功能包括均衡和心理声学增强功能，可最大程度地提高小型扬声器的性能。从而带来立体声智能手机的旗舰级声学性能，可达到便携式扬声器的响度和音质，且依旧节能。





在回答更高的峰值响度会不会造成失真的问题时，Eric Eklund回应称，Cirrus Logic的做法是通过专业的调音功能来避免的，因为专业调音功能可以在响度、频率响应、峰值、失真和电池寿命之间做到很好的平衡和调整。



调音工作包括两方面：一是响度，让声音更响；二是让声音更有动态。不同的手机，不同的扬声器，有着各自不同的需求。



Eric Eklund说，专业的调音功能能够很好的实时监控、分析电池系统对于电量的使用情况和状态，并按照OEM厂商设定的可接受范围进行调节，从而在保护扬声器的同时使电流不超过最高限。



CS35L45理论上可以用在任何通过电池驱动，且带有小型或者微型扬声器的智能设备上，但在实际应用中，还是主要面向旗舰级和中端扬声器，低端扬声器产品并不适用。目前，两款新上市的手机：华硕ROG 5游戏手机和黑鲨4 Pro都采用了CS35L45，而小米最新款MIX FOLD折叠手机所配置的4个扬声器，也全部由Cirrus Logic智能升压放大器驱动。