Hi-Fi 2.0
手机Hi-Fi架构标准
Hi-Fi 2.0是一种手机Hi-Fi架构标准,Hi-Fi 2.0主要包含三个要素:二级供电、二级放大、全新奢侈级音频芯片。其通过在原有的Hi-Fi 1.0基础上改良电路,并加入二级运放,带来更细滑的声音和更小的失真,解决了手机上实现Hi-Fi音质的难题。
产生背景
Android 4.0之前,Android系统本身的音频架构存在严重缺陷,强制SRC(采样率转换)到48kHz输出让Android的音乐功能沦为系统鸡肋。
在Android 4.0之后,出现了两种声音:一种通过分析Android原生系统文件认为增加了16kHz、32 kHz、44.1kHz和48kHz四种SRC而使得音质有所改善,不过在使用非原生系统的设备上会因为移植的原因导致问题仍然存在,另一种则通过专业设备的测试对比认为并无改善。
另外在硬件上,使用率最高的高通芯片在之前所有的产品上也存在音频缺陷,同样会在44.1kHz下存在劣质的SRC问题,而刚好44.1kHz和48kHz采样率是最常见的音乐文件和视频音轨规格,因此Android+高通的搭配就彻底毁了Android音频系统。
虽然Android和高通劣质的SRC问题仍然存在,但智能手机并不能没有音乐播放功能,所以大部分Android手机都是在SoC集成CODEC(编码解码器)或外置CODEC,来微弱的提升音质表现。
而智能手机厂商vivo则提出了在手机之内植入专业的DAC(数字模拟转换)的办法,彻底避开系统和高通芯片,用独立的音频解码芯片来解决Android音频问题,达到极限接近Hi-Fi的音质。可以说,vivo智能手机为Hi-Fi手机的开创者。
发展历史
Hi-Fi 1.0
Hi-Fi 1.0时代仍处于简单的将音频解码芯片和运放芯片移植到手机中的时代,Hi-Fi 1.0时代经历了三个发展阶段:
一:音频解码芯片的手机内置时期
Hi-Fi 1.0初期时代中,作为Hi-Fi手机的开创者,2012年,vivo选用了移植难度不是很高的Cirrus Logic出品的CS4398和CS8422中端芯片组合,由CS4398来负责音频解码,由CS8422来负责SRC,这样就成功的避开了Android软硬件上的音频缺陷。
搭载有音频解码芯片的手机有vivo X1,酷比MAX2,TCL的idol X+。
二:Hi-Fi 1.0架构的升级——音频解码芯片+运放芯片的手机内置时期
随着在手机Hi-Fi上的埋头研究和经验的累积,为了寻求更好的手机音质,vivo在之后的手机中,除了搭载音频解码芯片的同时,还加入了一颗TI公司的OPA2604运放芯片,使得手机的音质有了极大的提升。
搭载有音频解码芯片和运放芯片的手机有vivo Xplay。
三:Hi-Fi 1.0架构的二次升级——手机定制的音频解码芯片+运放芯片的手机内置时期
初期的芯片内置全部不是为手机专门准备的,在功能、功耗和电路上都使得手机的音质效果大打折扣,2013年,经过半年的研发,vivo和美国的ESS公司共同研发出了专门用于手机的音频解码芯片ES9018——ES9018 K2M,使得搭载有ES9018+OPA2604的手机音质几乎达到了行业的顶尖水平。
搭载有手机定制的音频解码芯片和运放芯片的手机包括vivo X3,vivo Xplay3S、vivo Xshot、魅族MX4 pro。
在这时Hi-Fi 1.0遇到了研发瓶颈,不论是ES9018 K2M还是OPA2604都几乎达到了行业顶尖水平,之后的Hi-Fi手机更多趋于平稳、多样和平衡声音的尝试与调试,却停滞于手机Hi-Fi架构的创新。
Hi-Fi 2.0
Hi-Fi 2.0时代开始于2014年12月10日vivo X5Max的发布会上,vivo同步发布了自主研发的手机Hi-Fi 2.0架构。Hi-Fi 2.0架构推翻了vivo一手建立起来的架构系统和模式,采用了新的架构。
定义
Hi-Fi 2.0的架构为二级供电+二级放大+音频解码芯片,从底层重建了手机模拟声音信号产生的基础,从最基础的电路开始,解决了手机实现Hi-Fi音质的难题。
技术原理
音频解码芯片奢侈组合:
新版ES9018 DAC,vivo&ESS联合开发版SABRE ES9601和T1顶级双运放芯片OPA 1612全台奢侈芯片,奠定音频解码硬件结构。
二级供电:
vivo在Hi-Fi 2.0上设计了全新的二级供电系统,除了Hi-Fi 1.0时代的DCDC直流升压外,还加入了全新的LDO二级供电,即低压差线性稳压供电器,大大降低了电路纹波,使得Hi-Fi 2.0的电流稳定性有了极大的提升,从而带来了更加细滑的声音和更小的失真。假如把电流比作水流,Hi-Fi 1.0架构仅仅是把水抽出来,解决了没水喝的问题,而Hi-Fi 2.0则为抽出来的水加入了过滤系统和稳定水压的管道系统,使之成为真正健康方便的优质饮用水,所以二级供电系统使得原本供电能力偏弱的手机达到了和专业Hi-Fi设备一致的供电标准,使得手机Hi-Fi有了良好的供电基础。
二级放大:Hi-Fi 2.0架构中将搭载两颗运算放大芯片,用电子性能最强的运放做前级运放,负责电流电压转换,用味道最好、驱动能力最强的运放做后级运放,负责功率放大和驱动耳机。两级运放协同工作,降低了信号在处理中的损失,使声音底噪更加干净。另外,更重要的是拥有了二级放大的Hi-Fi 2.0,可以选择风格互补的两颗运放,协同对于声音的味道进行调制,从而到达更加完美优质的声音。
实践效果
vivo X5Max上第一次呈现了Hi-Fi 2.0:采用了优化走线设计新版ES9018 K2M的同时,使用电子性能最强的、由vivo和ESS公司独家定制、独家供货的SABRE ES9601作为前级运放,负责电流电压转换,这是实现Hi-Fi 2.0架构的关键,因为其含有多颗核心,理论失真低于-122dB,性能几乎是所有运放里最强的,如果没有它,实现Hi-Fi 2.0架构需要多出2-3颗同类型运放芯片;并使用声音味道最好、驱动最强的TI顶级运放OPA1612作为后级运放,负责模拟信号功率的放大和驱动耳机,该芯片是OPA2604升级版,完全为手机定制。另外,vivo X5Max的Hi-Fi 2.0架构还搭载了最豪华的配套电路:8颗高档NPO电容和10颗薄膜电阻,并加入独立的时钟振晶,使得vivo X5Max的平均失真下降了10dB,几乎相当于从vivo X1到vivo Xplay3S所有产品失真降低的总和。
而vivo X5Max的实测客观音频数据为120dB信噪比,118dB动态范围,失真低于-100dB,这个指标实际上已经超越大多数台式机和砖型Hi-Fi播放器,音频客观素质提升两倍以上。
最新修订时间:2023-11-09 14:49
目录
概述
产生背景
参考资料