超越播放器？手機音頻解碼芯片探秘
2016-08-24 19:57:59 n自vivo在vivo X1引入獨立DAC之后，Hi-Fi手機開始崛起，之后連續幾款vivo手機都用上了獨立的Hi-Fi芯片。同時，消費者也開始被這些不明覺厲的芯片型號給搞混了：DAC、ADC和DSP，運放和耳放，解碼器和獨立DAC。除此以外，Hi-Fi芯片的組合方案更是一絕，同一家廠商不同功能Hi-Fi芯片，相同功能Hi-Fi芯片分別有啥不同。
不同廠商不同功能或者相同功能Hi-Fi芯片又有啥區別？今天我們先從簡單入手，重點聊聊DAC、ADC、DSP、解碼器、運放、耳放這6個術語是什么。
ADC和DAC、DSP
ADC是模擬轉數字信號編碼芯片，例如TLV320ADC，DAC是數字轉模擬信號解碼芯片，例如ES9028，前者一般用于錄音而后者一般用于解碼音頻。
中間數字信號處理過程交由DSP進行操作。
模擬信號從ADC輸入，經過編碼變成數字信號，交由DSP進行運算和處理，最終交給DAC將數字信號重新解碼為模擬信號后輸出。
運放和耳放
耳放是一類產品的名稱，而不是芯片類型。一個耳放里面可能會有多個運放芯片，例如OPA1612和OPA2604。
另外，運放芯片之間也有分類，有些只作用于外放而不作用于耳機，例如NXP的TFA9890。有些只作用于耳機而不作用于外放，例如Maxim的MAX97220。
OPA1612和OPA2604這兩塊運放芯片能夠同時作用于耳機和外放。
解碼器和獨立DAC
一直以來我們總以為解碼器一定是集成在SoC之中的，獨立DAC則是外置于SoC，所以通過芯片之間位置排列能夠很好地識別解碼器和獨立DAC，其實這是錯誤的想法。
解碼器也能夠獨立于SoC，例如三星和蘋果手機的解碼器一般都獨立于SoC，也算是獨立的音頻芯片。換句話說，三星S7（驍龍820版）那顆Qualcomm家的WCD9335 解碼器也是獨立的音頻芯片，只是解碼效果沒有CS4398之類的芯片好而已。同理，vivo Xplay5同時擁有WCD9335 解碼器和CS4398 DAC兩顆解碼芯片。
為啥解碼器沒有獨立的DAC那么好？
解碼器同時集成ADC、DAC以及其它各種音頻相關模塊，例如AK4961就是同時集成ADC、DAC和amp功能，是一套完整的音頻方案，按道理應該比只懂得解碼，無法獨立使用的獨立DAC要強大吧？
問題就在專注度上。解碼器整合功能多了，兼顧的事情就自然多了，運算量自然會被多種功能模塊分攤調度，解碼效率和效果自然就不及獨立DAC好了。
前幾年仿佛更流行三種芯片都獨立出來的Hi-Fi方案，例如vivo Xshot，TLV320ADC CS4398 MAX97220。自SABRE9018Q2C和ES9118這些高整合了運放芯片的DAC出現之后，業界仿佛也開始關注起這種全新的Hi-Fi方案。
這樣做最大的好處就是節省了手機內部空間，同時也能夠繼續滿足消費者喜歡在Hi-Fi電路上堆料的心病，集成度在解碼器和獨立DAC之間，兼顧解碼效果和效率。
最后讓我們看看市面上獨立DAC、整合了運放芯片的DAC和解碼器三種方案的主流Hi-Fi芯片，以及對應的機型都有哪些？
獨立DAC系列
主流獨立DAC橫向對比
ES9018K2M：vivo X3、vivo Xplay3S、vivo X5Max、小米Note標配版、魅族MX4 Pro和魅族PRO 5、藍魔MOS1 max、TCL東東槍2和Gigaset ME和Gigaset ME pro
SABRE9018C2M：LG V10、聯想樂檬X3、小米Note頂配版
ES9018AQ2M：Geek Out V2便攜式解碼耳放一體機，可以搭配智能手機使用，一般最好找USB輸出功率比較大的手機，功率太低會帶不動這種便攜一體機。由于功耗和發熱都比較大，所以不建議長時間搭配手機使用，而且音質也沒有接在電腦上面那么好。
ES9028Q2M：vivo X6Plus、vivo Xplay5旗艦版
ES9028C2M：LG G5 B&O Hi-Fi模塊
AK4490：中興天機7
AK4375：nubia Z9 Max、nubia Z9 Max精英版和nubia My 布拉格，vivo X5ProV、vivo Y27、vivo X6和vivo X6S，Gigaset ME pure
CS4398：vivo X1、vivo Xplay、vivo Xshot、vivo X5、vivo X5F、vivo X5Pro、vivo Xplay5、vivo X6S Plus
不少讀者可能會疑問，同樣是ES90xx芯片，C2M、Q2M之類的后綴是啥意思呢？其實代表著該芯片的封裝方式不同。
C2M是三種封裝規格中面積最小的，K2M封裝面積在C2M和Q2M之間，Q2M是三種封裝規格中面積最大的。
綜合對比上面ESS各款DAC芯片參數來看，LG G5 B&O Hi-Fi模塊使用的ES9028C2M相對是最好的。不過類似Geek Out V2這種獨立解碼耳放一體機，LG那款Hi-Fi模塊也存在發熱大和功耗高的問題。
整合了運放芯片DAC橫向對比
AK4376：代表機型為nubia Z11和vivo X7
ES9118：無具體機型
SABRE9018Q2C：無具體機型
解碼器系列
主流解碼器橫向對比
338S1285：iPhone 6s
338S1201：iPhone 6 Plus
338S1117：iPhone 5
Lucky CS47L91：三星S7（Exynos 8890版）
CS43L36：魅族PRO 6
WM5102：三星S4、魅族MX3、聯想K860i
WCD9335：三星S7（驍龍820版）
AK4961：nubia Z7和nubia Z9
總結
使用這些芯片的手機有很多，但是他們從供電規模、運放數量上都和隨身聽差很遠，所以聲音沒法比。
舉個最簡單例子，手機上面那顆ES9018K2M其實是ES9018的縮水版，專門針對移動設備進行定制的，前者是雙聲道，后者則是8聲道。無論是動態范圍還是信噪比等參數，ES9018都要遠勝ES9018K2M。例如HIFIMAN 901采用了兩塊ES9018 DAC，同時，HIFIMAN 901采用專業運放芯片型號也比Hi-Fi手機更高級，數量也更多，分別是兩顆OPA2107和兩顆OPA627。
如上圖所示，從ES9018K2M到ES9028Q2M/C2M，相比ES9018S在關鍵指標上逐步縮短距離，另一方面，ES9038PRO這塊新品芯片在關鍵指標上繼續作出突破，DNR和THD N提升到新的高度。
另一方面，回到Hi-Fi手機三種主流芯片方案上，獨立DAC和整合了運放芯片的DAC在音質表現上相比解碼器方案一般會好一點，其中更節省機身內部空間的整合了運放芯片的DAC將會成為未來的主流解決方案，用于Hi-Fi手機之中。
最后就是在短時間內，表現較好、綜合水平更高的Hi-Fi芯片在續航和發熱上表現一般更糟，這也是無法回避的技術瓶頸，正如錄制和解碼4K視頻時候，手機的功耗和發熱也會上去一樣。更好的音質和更出眾的畫質表現肯定是需要付出一定代價的。
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