一些關於音頻功放的小秘密,你都知道嗎?

一個手機的音樂效果的好壞，取決於喇叭（包括喇叭單體、音腔結構、出音孔、防塵網等），音頻功放，音效算法調試（平臺音效或第三方音效等），這三者有效，合理配合，才能實現最終滿意的音樂效果。本文主要從一些基礎方面入手，簡單調試音效並測量一些常用數據。

音頻功放的輸入電容與電阻是個啥？

艾為模擬音頻功放，在INN、INP輸入前端，都有一個電容和一個電阻，這兩個器件有什麼用？對於音樂效果又有何影響？

輸入電阻Rin

輸入電阻分外部輸入電阻Rin（也叫Rine）和晶片內部輸入電阻Rini ，所以總輸入電阻Rintotal=Rine+Rini，Rintotal決定PA放大倍數。放大倍數越高，喇叭響度越大，動態細節等變差。輸入電阻越小，響度越小，但是動態細節更好。

外部輸入電阻的正常推薦設計是3K左右，16倍即24dB增益。這個增益已經比較大了，建議不要通過減少電阻來提高放大倍數。

若是覺得聲音清晰度或者動態不好，建議加大電阻，減少放大倍數。如AW87318，可以把電阻更改為10K，放大倍數約9.6倍。（本文以AW87318為例，不同PA的反饋電阻和Rini不同，親，要看手冊哦！）

輸入電容Cin

輸入電容Cin和輸入電阻Rintotal形成一階高通濾波器。

啥意思？啥作用？

用小白都能聽得懂的話講，如下圖，一階高通濾波器為502Hz，若輸入信號為0dB，經過這個高通濾波器後，在502Hz衰減3dB，相當於聲音變小了。頻率小於502Hz的，衰減越厲害。

高通濾波器頻率設定為502Hz信號曲線

高通濾波器頻率設定為165Hz信號曲線

本來低頻就差，你還衰減掉了，怪不得低頻差啊！

NO NO NO，後面再和你解釋一下，為什麼高通濾波器不能設置太低的原因。

若是喇叭（本文所述喇叭，是包括喇叭單體，音腔結構，出音孔，防塵網等，非喇叭單體）不錯，可以把高通濾波器設低一些，如把33nF電容換成100nF，高通濾波器頻率為165Hz，低頻也相對好一些。

再次強調，不同PA Rintotal電阻不同，就算外圍器件一樣，計算出來的濾波器截止頻率也不同，所以一定要看手冊自己計算哦！

Cd 220pF電容又是什麼鬼？

它和外部電阻Rini以及內部電阻Rine形成低通濾波器，但是由於一般頻率比較高，故不會有影響。所以可以NC或貼成小一點的值，千萬不要貼錯哦，不然聲音都沒了……之前就碰過幾次貼成220nF了，聲音都沒了。

說完INN、INP輸入前端匹配電容的作用以及影響，是時候表演真正的技術了。

容易被忽略的輸入信號

這裡有一個非常關鍵，且容易被忽略的數據，希望大家都能測試一下。

輸入信號

平臺輸出給到PA的信號大小，決定了PA輸出以及效果。

音頻PA，(以AW87318參考設計為例)，最大可把輸入信號放大24dB，若輸入信號過大，PA會自動調整增益，最大可衰減13.5dB。

從這一句話，就可以看出輸入信號是多麼重要了。所以，下次不要告訴我，你只看輸出哦。

那如何測試輸入信號呢？以及它應該是多大呢？

測試方法：

1、EQ，DRC等等全部BYPASS。

2、通過示波器或AP，連接到下面位置。

3、播放1K 0dB信號，記錄此時數值。若太大或太小，可以通過調整平臺增益，選擇合適的值。

什麼叫合適的值？

不同輸出功率檔，輸入信號大小是不一樣的，如0.8W檔，播放1K 0dB時，輸入信號大小建議控制在0.24Vp~1.13Vp。

是不是想起你曾經碰到的疑問：

我調整音量等級如15到13，輸出功率一樣，但是聽音樂響度是有變化啊。

知道原因了嗎？

因為調整時，輸入信號有可能還在這個範圍內，故輸出功率都是一樣的。但是由於音樂是動態變化的，有0dB、有-30、-50dB，故輸出的平均功率或響度會有變化。

但是，這個值只是表示在這個範圍內，輸出功率不變，是不是聲音效果最佳呢？

一般情況下，我們建議，在響度能接受的情況下，儘量減少這個輸入信號大小，這樣調試出來的聲音效果更佳。

當然，若響度不夠，加大輸入信號是可以提升一些，但是有可能導致雜音更大。

AW87319/AW87329/AW87339一般建議在700~850mV Vp。

AW87318一般建議在550~700mV Vp。

AW8736，AW8737S一般建議在400~550mV Vp。

AW8733A，AW8735一般建議在200~300mV rms。

對於模擬輸入接口，獲取同樣的輸入信號幅度，建議數字增益設置到最大，而降低模擬增益，這樣輸入端底噪會小一些。

不同輸出功率檔，輸入信號大小是不一樣的，如0.8W檔，播放1K 0dB時，輸入信號大小建議控制在0.24Vp~1.13Vp。

輸入信號大小&輸出功率

輸入信號大小測量位置

VON,VOP輸出信號

B1,B2,C2,C3幹嘛用的？是不是必須要呢？

這幾個器件，形成EMI濾波器，減少PA對於外部器件的幹擾。所以，這幾個器件，是否必須，以及選型方面，需要根據射頻具體調試，但是也有一些共性必須把握。

C2,C3電容：大家都知道，電容是「通交阻直「，而我們PA VON,VOP輸出，都是D類輸出，即800K Hz方波。所以，它會通過電容對地形成電流。好吧，又說出功耗的異常點啦。

故建議，這個電容一般不要超過1nF，最好是在100pF以下，若射頻沒有問題，幹掉它，KO。之前就碰過幾個客戶，把這個電容貼成1uF或以上的，PA直接保護了。

B1,B2輸出磁珠呢？我們要求這個磁珠，DCR儘量小，建議50毫歐以下。為什麼越小越好呢，喇叭是一個8歐姆阻抗的器件，若是磁珠DCR大了，分壓到磁珠的電壓也大了，從而給到喇叭的電壓相對小了，喇叭端功率也變小了。所以是不是經常碰到喇叭端功率偏小，很大原因就是磁珠或走線壓降導致。

輸出磁珠還有一個參數比較關鍵，Irmax。一般Irmax=PVDD/R*1.3=1A(PVDD即升壓後電壓，R即為喇叭阻抗，默認為8歐姆，1.3是餘量考慮)。選擇合適的磁珠，可以避免電壓的衰減，從而導致輸出響度或細節效果的犧牲。

■如下示例：

1、主板和小板各加磁珠（Irmax=300mA）時（紅線），VON,VOP衰減比較明顯。

2、小板磁珠換成0歐姆時（藍線），VON,VOP相對增加1dB左右。

3、把主板磁珠換成Irmax=900mA（綠線），VON,VOP相對第一步時，提升2~3dB左右，效果提升明顯。

關鍵的器件：喇叭

其實我們所謂調音，很多時候是根據喇叭特性，以及客戶需求，然後藉助平臺EQ，DRC或者第三方音效軟體來調試。摸清喇叭特性就顯得非常重要，一般情況下，我們會關注喇叭頻響曲線SPL，失真曲線THD+N，阻抗曲線等。

頻響曲線SPL

理論上來說越平直的頻響曲線越好，系統響應越接近於直通（度娘說的，好像沒有哪家能做到，手機更是如此）。

若是BOX喇叭，可以要求喇叭廠直接測試，並提供相關數據。若是結構音腔+喇叭單體，可以在喇叭焊盤處，飛兩根導線出來，同樣可以把頻響曲線等數據測試出來（現在很多結構音腔喇叭都沒有測試喇叭曲線，建議養成測試習慣）。

有了頻響曲線，我們就可以根據曲線，簡單的進行調試（即把曲線儘量拉平），如FH處響度比較大，可以稍微降低一些如-6dB。當然，強制把曲線拉平，最終的效果也不一定很好聽，具體還可以稍微優化一下，後面調試時再簡單介紹一下。（強制拉平，和喇叭本身曲線是平的，出來的聲音效果是不同嘀）

頻響曲線

THD+N 失真曲線

對於微型揚聲器，在低頻處都會存在較大的失真，比較好的喇叭，在500Hz以上能做到5%以下。

若是失真比較大，我們聽起來就會有「雜音」，如下圖，在800Hz處，可能有雜音，可能需要稍微衰減。（雜音這個詞實在太強大了，可以概括所有異常聲音，不過若是可以，可以描述為：鋼琴曲雜音，低頻鼓聲雜音，女聲高頻雜音，打膜聲雜音……）

這裡回答上面提到的問題，為什麼高通濾波器截止頻率不能設定太低的原因。

1、若截止頻率設定過低，喇叭低頻失真一般比較差，這樣低頻出來更多，可能會雜音更大。

2、若截止頻率設定過低，功放會以更多的能量來驅動低頻部分，而此時喇叭在低頻處所帶來的響度提升並不明顯，所以會造成能量的浪費。

THD+N失真曲線

阻抗曲線

通過阻抗曲線，我們可以得知F0大概在哪個頻率、是否漏氣等，可能對於調音幫助不大，但是對於結構是否密封良好、後音腔體積是否合理，有很大的判定價值。

囉嗦這麼多，還沒有提到調音啊，我是想來調音啊，效果不好，說這麼多廢話……

聲音調試

好吧，我承認我不是一個專業的調音師，也沒有很強的金耳朵，像一聽就知道大概什麼頻率點，這個還真不是一般人能做到的。但是，我們可以抓住一些基本要點，對聲音調試有一個基本的概念和調試方法。

1確認輸入信號大小

通過調整增益，從而控制輸入到PA的信號大小。可以一邊調試，一邊測試並記錄下來。後面調試時，也可以借用這些數據。有時因為輸入信號給得太大了，如鋼琴曲雜音很難消除，稍微降低一些，可能雜音就很好控制了。

輸入信號大小可以參考上面推薦值，或者自己認為的合適值。

2EQ調試

EQ調試最簡單原則：喇叭頻響曲線哪裡高衰減哪裡。頻響曲線哪裡低補哪裡，失真THD+N哪裡高衰減哪裡。（所以說，前面喇叭特性的測量是很有必要的！）

當然，這個是定量化的說法，具體需要憑主觀聽感，看看哪裡聲音偏尖，哪裡齒音過重，哪裡有雜音並做相應的調整。前期可參考下面「音頻均衡器各頻段的聽感影響」，對比調試。多調多聽，你是最棒的。

在這裡有一個小技巧，在前面輸入信號大小確認後，可以把EQ全通，DRC那裡設定一個合適值如12，此時聽喇叭的響度，差不多就是能達到的最大響度了，後面為了雜音或過尖等，有可能做一些響度犧牲。若是覺得此時響度還不夠，可能得考慮一下，提高喇叭靈敏度SPL。

3DRC調試

在上面調試界面，按Ctrl+D，右上角DRC彈出MBDRC，點擊進去是如下界面：

DRC（Dynamic Range Control）動態範圍控制，提供壓縮和放大能力，可以使聲音聽起來更柔和或更大聲，即一種信號幅度調節方式。MTK通過7個頻率節點，分成8個band，這樣可以控制不同頻段下，不同大小信號的增益。調試起來比較靈活，若條件可以，可以多嘗試一下MBDRC的調試工具。

音頻均衡器各頻段的聽感影響

對於音頻均衡器的調節一定要注意使用正確的方法,否則是不能發揮出均衡器這一有效調節手段的功能的。由於音頻均衡器是聲音信號頻率響應反應及振幅進行調整的聲電處理設備,因此首先對各個頻帶範圍內聲音的聽覺特性做一個簡單的了解。如下:

頻率段(Hz) : 16k — 20k

聽感影響:這段頻率可能很多人都聽不到,因此,聽不到此段頻率並不意味著器材無法回放,當然也不代表您的聽力不夠好,只有很少人可以聽到20kHz。這段頻率可以影響高頻的亮度,以及整體的空間感,這段頻率過少會讓人覺得有點悶,太多則會產生飄忽感,容易產生聽覺疲勞。

代表性的樂器:電子合聲、古箏鋼琴等樂器的泛音。

頻率段(Hz): 12k-16k

聽感影響:這段頻率能夠影響整體的色彩感,所謂小提琴的「松香味」就是由此段頻率決定的,這段頻率過於平淡會導致樂器失去個性,過多則會產生毛刺感,在後期處理的時候,往往會通過激勵器來美化這段頻率。

代表性的樂器:鑔、鈴、鈴鼓、沙錘、銅刷、三角鐵等打擊樂器的高頻泛音。

頻率段(Hz): 8k-12k

聽感影響:8-12kHz是音樂的高音區,對音響的高頻表現感覺最為敏感。適當突出(5dB以下)對音響的的層次和色彩有較大幫助,也會讓人感到高音豐富。但是,太多的話會增加背景噪聲,例如:系統(音效卡、音源)的噪聲會被明顯地表現出來,同時也會讓人感到聲音發尖、發毛。如果這段缺乏的話,聲音將缺乏感染力和活力。

代表性的樂器:長笛、雙簧管、小號、短笛等高音管樂器。

頻率段(Hz): 4k-8k

聽感影響:這段頻率最影響語音的清晰度、明亮度、如果這頻率成分缺少,音色則變得平平淡淡;如果這段頻率成分過多,音色則變得尖銳,人身可能出現齒音。這段頻率通常通過壓限器來美化。

代表性的樂器:部分女聲、以及大部分吹奏類樂器。

頻率段(Hz): 2k-4k

聽感影響:這個頻率的穿透力很強。人耳耳腔的諧振頻率是1-4kHz所以人耳對這個頻率也是非常敏感的。如果空虛頻率成分過少,聽覺能力會變差,語音顯得模糊不清了。如果這個頻率成分過強了,則會產生咳聲的感覺。2-4kHz對聲音的亮度影響很大,這段聲音一般不宜衰減。這段對音樂的層次影響較大,有適當的提升可以提高聲音的明亮度和清晰度,但是在4kHz時不能有過多的突出,否則女聲的齒音會過重。

代表性的樂器:部分女聲、以及大部分吹奏類樂器。

頻率段(Hz): 1.2k

聽感影響:1.2kHz可以適當多一點,但是不宜超過3dB,可以提高聲音的明亮度,但是,過多會使聲音發硬。

頻率段(Hz): 1k

聽感影響:1kHz是音響器材測試的標準參考頻率,通常在音響器材中給出的參數是在1 kHz下測試。這是人耳最為敏感的頻率。

頻率段(Hz): 800

聽感影響:這個頻率幅度影響音色的力度。如果這個頻率豐滿,音色會顯得強勁有力;如果這個頻率不足,音色將會顯得鬆弛,也就是800Hz以下的成分特性表現突出了,低頻成分就明顯;而如果這個頻率過多了,則會產生喉音感。如果喉音過多了,則會失掉語音的個性,適當的喉音則可以增加性感,因此,音響師把這個頻率稱為"危險頻率」,要謹慎使用。

代表性的樂器:人聲、部分打擊樂器。

頻率段(Hz): 300-500

聽感影響:在300 — 500Hz頻段的聲音主要是表現人聲的(唱歌、朗誦),這個頻段上可以表現人聲的厚度和力度,好則人聲明亮、清晰,否則單薄、混濁。

代表性的樂器:人聲。

頻率段(Hz): 150-300

聽感影響:這段頻率影響聲音的力度,尤其是男聲聲音的力度。這段頻率是男聲聲音的低頻基音頻率,同時也是樂音中和弦的根音頻率。在80 —160Hz頻段的聲音主要表現音樂的厚實感,音響在這部分重放效果好的話,會感到音樂厚實、有底氣。這部分表現得好的話,在80Hz以下缺乏時,甚至不會感到缺乏低音。如果表現不好,音樂會有沉悶感,甚至是有氣無力。是許多低音炮音箱的重放上限,具此可判斷您的低音炮音箱頻率上限。

代表性的樂器:男聲。

頻率段(Hz): 60-100

聽感影響:這段頻率影響聲音的混厚感,是低音的基音區。如果這段頻率很豐滿,音色會顯得厚實、混厚感強。如果這段頻率不足,音色會變得無力;而如果這段頻率過強,音色會出現低頻共振聲,有轟鳴聲的感覺。

代表性的樂器:大鼓、定音鼓,還有鋼琴、大提琴、大號等少數存在極低頻率的樂器。

頻率段(Hz): 0-60

聽感影響:這段頻率影響音色的空間感,這是因為樂音的基音大多在這段頻率以上。這段頻率是房間或廳堂的諧振頻率。這段頻率很難表現,在一些高端的音響系統中音響中,不惜切掉這段頻率來保證音色的一致性和可聽性。

不同均衡器常用的調整方法

1超低音:20Hz-40Hz

適當時聲音強而有力。能控制雷聲、低音鼓、管風琴和貝司的聲音。過度提升會使音樂變得混濁不清。

2低音:40Hz-150Hz

是聲音的基礎部份,其能量佔整個音頻能量的70%,是表現音樂風格的重要成份。適當時,低音張弛得宜,聲音豐滿柔和,不足時聲音單薄,150Hz,過度提升時會使聲音發悶,明亮度下降,鼻音增強。

3中低音:150Hz-500Hz

是聲音的結構部分,人聲位於這個位置,不足時,演唱聲會被音樂淹沒,聲音軟而無力,適當提升時會感到渾厚有力,提高聲音的力度和響度。提升過度時會使低音變得生硬,300Hz處過度提升3-6dB,如再加上混響,則會嚴重影響聲音的清晰度。

4中音:500Hz-2KHz

包含大多數樂器的低次諧波和泛音,是小軍鼓和打擊樂器的特徵音。適當時聲音透徹明亮,不足時聲音朦朧。過度提升時會產生類似電話的聲音。

5中高音:2KHz-5KHz

是弦樂的特徵音(拉弦樂的弓與弦的摩搡聲,彈拔樂的手指觸弦的聲音某)。不足時聲音的穿透力下降,過強時會掩蔽語言音節的識別。

6高音:7KHz-8KHz

是影響聲音層次感的頻率。過度提升會使短笛、長笛聲音突出,語言的齒音加重和音色發毛。

7極高音:8KHz-10KHz

合適時,三角鐵的金屬感通透率高,沙鐘的節奏清晰可辨。過度提升會使聲音不自然,刺耳。