六个术语(DAC、ADC、DSP、codec、运放、耳放)解析

自vivo在vivo x1引入独立dac之后,hi-fi手机开始崛起,之后连续几款vivo手机都用上了独立的hi-fi芯片。同时,消费者也开始被这些不明觉厉的芯片型号给搞混了:dac、adc和dsp,运放和耳放,codec和独立dac。除此以外,hi-fi芯片的组合方案更是一绝,同一家厂商不同功能hi-fi芯片,相同功能hi-fi芯片分别有啥不同。不同厂商不同功能或者相同功能hi-fi芯片又有啥区别?今天我们先从简单入手,重点聊聊dac、adc、dsp、codec、运放、耳放这6个术语是什么。
adc和dac、dsp
adc是模拟转数字信号编码芯片,例如tlv320adc,dac是数字转模拟信号解码芯片,例如es9028,前者一般用于录音而后者一般用于解码音频。中间数字信号处理过程交由dsp进行操作。模拟信号从adc输入,经过编码变成数字信号,交由dsp进行运算和处理,最终交给dac将数字信号重新解码为模拟信号后输出。
运放和耳放
耳放是一类产品的名称,而不是芯片类型。一个耳放里面可能会有多个运放芯片,例如opa1612和opa2604。另外,运放芯片之间也有分类,有些只作用于外放而不作用于耳机,例如nxp的tfa9890。有些只作用于耳机而不作用于外放,例如maxim的max97220。而opa1612和opa2604这两块运放芯片能够同时作用于耳机和外放。
codec和独立dac
一直以来我们总以为codec一定是集成在soc之中的,而独立dac则是外置于soc,所以通过芯片之间位置排列能够很好地识别codec和独立dac,其实这是错误的想法。
codec也能够独立于soc,例如三星和苹果手机的codec一般都独立于soc,也算是独立的音频芯片。换句话说,三星s7(骁龙820版)那颗qualcomm家的wcd9335 codec也是独立的音频芯片,只是解码效果没有cs4398之类的芯片好而已。同理,vivo xplay5同时拥有wcd9335 codec和cs4398 dac两颗解码芯片。为啥codec没有独立的dac那么好?
codec同时集成adc、dac以及其它各种音频相关模块,例如ak4961就是同时集成adc、dac和amp功能,是一套完整的音频方案,按道理应该比只懂得解码,无法独立使用的独立dac要强大吧?问题就在专注度上。codec整合功能多了,兼顾的事情就自然多了,运算量自然会被多种功能模块分摊调度,解码效率和效果自然就不及独立dac好了。
前几年仿佛更流行三种芯片都独立出来的hi-fi方案,例如vivo xshot,tlv320adc+cs4398+max97220。自sabre9018q2c和es9118这些高整合了运放芯片的dac出现之后,业界仿佛也开始关注起这种全新的hi-fi方案。这样做最大的好处就是节省了手机内部空间,同时也能够继续满足消费者喜欢在hi-fi电路上堆料的心病,集成度在codec和独立dac之间,兼顾解码效果和效率。
最后让我们看看市面上独立dac、整合了运放芯片的dac和codec三种方案的主流hi-fi芯片,以及对应的机型都有哪些?
独立dac系列:
主流独立dac横向对比
es9018k2m:vivo x3、vivo xplay3s、vivo x5max、小米note标配版、魅族mx4 pro和魅族pro 5、蓝魔mos1 max、tcl东东枪2和gigaset me和gigaset me pro
sabre9018c2m:lg v10、联想乐檬x3、小米note顶配版
es9018aq2m:geek out v2便携式解码耳放一体机,可以搭配智能手机使用,一般最好找usb输出功率比较大的手机,功率太低会带不动这种便携一体机。由于功耗和发热都比较大,所以不建议长时间搭配手机使用,而且音质也没有接在电脑上面那么好。
es9028q2m:vivo x6plus、vivo xplay5旗舰版
es9028c2m:lg g5 b&o hi-fi模块
ak4490:中兴天机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
不少读者可能会疑问,同样是es90xx芯片,c2m、q2m之类的后缀是啥意思呢?其实代表着该芯片的封装方式不同。c2m是三种封装规格中面积最小的,k2m封装面积在c2m和q2m之间,q2m是三种封装规格中面积最大的。综合对比上面ess各款dac芯片参数来看,lg g5 b&o hi-fi模块使用的es9028c2m相对是最好的。不过类似geek out v2这种独立解码耳放一体机,lg那款hi-fi模块也存在发热大和功耗高的问题。
整合了运放芯片的dac芯片:
整合了运放芯片dac横向对比
ak4376:代表机型为nubia z11和vivo x7
es9118:无具体机型
sabre9018q2c:无具体机型
codec系列:
主流codec横向对比
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、联想k860i
wcd9335:三星s7(骁龙820版)
ak4961:nubia z7和nubia z9
总结:使用这些芯片的手机有很多,但是他们从供电规模、运放数量上都和随身听差很远,所以声音没法比。举个最简单例子,手机上面那颗es9018k2m其实是es9018的缩水版,专门针对移动设备进行定制的,前者是双声道,后者则是8声道。无论是动态范围还是信噪比等参数,es9018都要远胜es9018k2m。例如hifiman 901采用了两块es9018 dac,同时,hifiman 901采用专业运放芯片型号也比hi-fi手机更高级,数量也更多,分别是两颗opa2107和两颗opa627。
如上图所示,从es9018k2m到es9028q2m/c2m,相比es9018s在关键指标上逐步缩短距离,另一方面,es9038pro这块新品芯片在关键指标上继续作出突破,dnr和thd+n提升到新的高度。
另一方面,回到hi-fi手机三种主流芯片方案上,独立dac和整合了运放芯片的dac在音质表现上相比codec方案一般会好一点,其中更节省机身内部空间的整合了运放芯片的dac将会成为未来的主流解决方案,用于hi-fi手机之中。
最后就是在短时间内,表现较好、综合水平更高的hi-fi芯片在续航和发热上表现一般更糟,这也是无法回避的技术瓶颈,正如录制和解码4k视频时候,手机的功耗和发热也会上去一样。更好的音质和更出众的画质表现肯定是需要付出一定代价的。

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