手机趋向于沉浸式音效，智能升压放大器来搞定

1   音效成为选购手机的重要因素

如今，消费者购买手机时非常看重扬声器模式下的音频质量，希望得到更好的沉浸式体验。尤其疫情期间消费者对于手机扬声器的使用越来越频繁，使扬声器的音质和音效成为了选购手机的重要考虑因素。 

据SAR Insight ＆ Consulting所做的一项最新用户调查显示，用户越来越看重智能设备的音频质量，而且人们对智能设备扬声器模式的使用也越来越频繁。

例如，在2020年4月—2021年3月的为期12个月的调查样品中，40％的受访者增加了对扬声器模式的使用，在中国则增加了46%。看电影/电视、社交媒体和游戏、听音乐/博客和视频/电话会议是使用扬声器模式的前三大应用（如下图）。

在世界范围内，45%的受访者认为音频质量影响他们的手机购买决策，在中国这个比例则高达72%。

2   微型扬声器所需的升压放大器

一般情况下，手机会有2个扬声器，进行立体声播放，每个扬声器会配有1个放大器。还有的手机接/打电话有1个专用的扬声器，外放的模式也有1个专用的扬声器。当然也有3个扬声器的情况：左、右各一个，还有耳朵听的扬声器，但这种配置比较少见。而对于最新的折叠手机，配置方案可能会有所不同，如小米的MIX FOLD有4个扬声器。

图2 小米的MIX FOLD

手机用扬声器有两个关键点：①电池驱动，①微型扬声器。与耳机不同，因为耳机里的扬声器更小，很难做到更多的低音或激动人心的音效。与蓝牙音箱的较大扬声器也不同。

扬声器的关键在于音质和音效，而智能升压放大器是影响音频质量的重要部件。

近日，Cirrus Logic推出了新一代智能升压放大器CS35L45，可提供更加出色的动态范围、清晰度和震撼力、更高的响度和第二代自适应功率管理和更长的电池使用寿命。为此，公司产品经理Eric Eklund向电子产品世界等媒体介绍了CS35L45的黑科技。

Cirrus Logic产品经理Eric Eklund

3   新一代升压放大器

世界前八大智能手机厂商中，已有6家在选用Cirrus Logic的智能升压放大器，该公司的产品特色是硬件、软件解决方案和调音技术。

此次发布的CS35L45是一款带DSP的15V智能升压D类音频放大器，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，即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，与该公司上一代旗舰升压放大器相比，峰值响度提高了30%。该芯片采用先进的55nm工艺。

此芯片已用于两款新上市的手机中，分别是华硕ROG 5游戏手机和黑鲨4 Pro。黑鲨4 Pro现在DXOMARK音频排行榜上排名第一。此外，小米最新款MIX FOLD折叠手机配置了4个扬声器，由4个Cirrus Logic智能升压放大器驱动。

这款放大器最早的应用产品都是旗舰级的手机，因为这些旗舰级的手机对音频的质量要求最高。除了旗舰级的手机之外，一些用到立体扬声器的中端手机也可以用到该款智能升压放大器，以提升音频质量和声音效果，所以这款产品对于中端手机也是适合的解决方案。

4   CS35L45的黑科技

CS35L45可以对多种不同类型的扬声器进行调音。调音主要包括两方面，①响度，让声音更响；②让声音更有动态。同时也面临一些挑战，如何保护电池、扬声器、调音等。

●   如何保护电池

在设计升压放大器的时候，响度和电池之间的矛盾越来越难解决。因为扬声器的数量越来越多，这意味着功率也越大，使电池的用电需求也会更大。

如果抽取的电量或者功率太多，会导致电池里的电压下降，甚至在极端情况下，会导致手机关机——当然人们很少看见这种现象，是因为在手机关机之前，手机会自动把音量调小。

不过，把音量减小显然不是最佳的解决方案。为此，手机厂商会选择高质量的扬声器和升压放大器，以保证用户在使用的时候获得最佳的声音体验。例如CS35L45可通过技术和高级算法来做到这一点——当从电池中提取电量时，能有控制地提取，而不会超过电池的限度；同时又能够精确地保护和计算、监督，在电池里，例如电流以及需要的功率是多少，既能保证很高的声音、很好的音频体验，即自适应电池管理技术。

除此之外，CS35L45还有1个DSP（数字信号处理器），以便进行算法运算。

最重要的一点是，这些组件——DSP、算法，在做电池管理的过程中是实时地智能去做的。虽然从用户的角度看可能很难听出有什么区别，例如这个用户在玩游戏，游戏中有爆炸声，或者在听音乐，音乐中有很低的低音节奏，只要是有突然的声音，电池的电流、电量会更多，当用到更多电量的时候，就需要对电池进行控制，如果控制得不好，这个声音可能听起来不悦耳。Cirrus Logic通过算法和硬件在保证不改变声音质量的前提下，对电池做到最佳的管理和控制，以提供最好的音频体验，又能够保护电池。

●   如何保护扬声器

为了提高扬声器的响度峰值，CS35L45中有1个功率转化器。电池约提供3~4V的电压，通过功率转化器可以升压转换到15V，然后再去驱动音频智能升压放大器，这样就能提高扬声器的响度峰值。  

所以要尽量把信号放大，即把输出的功率放大。但是如果输出的功率放大控制得不好，就容易损伤到扬声器。CS35L45在升压的同时，可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来实现。例如，某些扬声器的温度限制是100℃，CS35L45的算法非常精准，可以让扬声器把声音放到最大，又能保证温度控制在100℃以内。

●   关键的调音

更高的峰值响度不会造成失真，这也得益于CS35L45专业的调音功能，以平衡声音的响度、峰值和失真。例如，某种声音要更高一点儿，另外某种声音如何要小一点儿。

Cirrus Logic在做专业调音时，用到的不仅仅是软件算法，还有硬件技术，要把它们全部利用起来，用专业调音去做。还要按每种扬声器去调。另外，还有对每类手机去调整，以实现最佳的效果。

5   小结

疫情期间智能手机的扬声器使用模式在升级，扬声器的模式音频日益影响未来手机的购买决策。Cirrus Logic的新一代CS35L45升压放大器提供更出色的动态范围（清晰度和震撼力），更高的响度，以及新一代自适应功率管理和更长的电池使用寿命。