艾為筆記本電腦音頻整體解決方案

近年來，伴隨筆記本電腦在辦公、娛樂等場景的演化，終端消費者越來越追求游戲本、輕薄本和商務(wù)本的體驗感受，給各大品牌商帶來了更多新的挑戰(zhàn)。音頻體驗作為筆記本電腦人機(jī)互動的重要組成部分，成為了用戶體驗的重點評價標(biāo)準(zhǔn)。 大多數(shù)采用傳統(tǒng)方案的筆記本電腦，存在響度差、雜音、聲音清晰度不足、低頻表現(xiàn)差等問題，無法滿足眾多消費者的需求，亟待改善。艾為從功放硬件、算法、驅(qū)動以及專業(yè)調(diào)試四個維度，提供了完整的筆電音頻Turnkey1解決方案，給消費者帶來極致的音效體驗。

圖1 筆電音頻Turnkey解決方案

No.1 獨立外置功放

極大地提升揚聲器的輸出功率和音效體驗

傳統(tǒng)的內(nèi)置功放存在著功率輸出較低、揚聲器受到額定功率保護(hù)限制等問題，進(jìn)而影響到揚聲器的性能表現(xiàn)。同時，其腔體設(shè)計也不夠理想，難以發(fā)揮極致音質(zhì)。而艾為的內(nèi)置DSP音效算法、帶IV反饋的獨立外置功放剛好完美地解決了這三個問題。

圖2 內(nèi)置DSP音效算法、帶IV反饋的 獨立外置功放的優(yōu)勢

① 獨立外置功放有效提升輸出功率

艾為擁有AW88399QNR，提供10.25V Smart Boost 升壓，輸出功率可以達(dá)到5.3W@8Ω ，并且可支持外部供電，外部供電電壓最高支持到12.6V， 最大輸出功率8.5W@4Ω ，能夠有效地提升輸出功率和動態(tài)范圍。

圖3 AW88399QNR關(guān)鍵規(guī)格與封裝

不同的筆記本類型根據(jù)自身的續(xù)航需求以及成本，會采用雙電芯、三電芯、四電芯等不同電池規(guī)格，AW88399QNR針對不同電芯規(guī)格提供了不同解決方案。

方案一：雙電芯PVDD直供方案

圖4 雙電芯PVDD直供方案原理圖

直供電壓注意事項：

PVDD外供范圍3V~12.6V

PVDD-VDD>0.4V

方案二：三&四電芯12V Buck供電方案

圖5 三&四電芯12V BUCK PVDD供電方案原理圖

BUCK供電注意事項：

VBAT需要支持三電芯、四電芯電壓

電流2A~3A即可滿足BOX喇叭高音質(zhì)效果

方案三：二&三&四電芯5V Buck+

芯片內(nèi)置Boost供電方案

圖6 三&四電芯 5V BUCK + 內(nèi)置Boost供電方案原理圖

② IV反饋+保護(hù)算法突破功率限制

傳統(tǒng)功放為了防止震動位移過大導(dǎo)致雜音，同時為了防止功率過高導(dǎo)致喇叭過溫?zé)龤?，對揚聲器的額定功率進(jìn)行了限制，從而影響了喇叭性能的發(fā)揮。 AW88399QNR自帶的IV反饋，配合內(nèi)置DSP的保護(hù)算法，可以實時監(jiān)控?fù)P聲器的溫度和位移，保證揚聲器在不超過最大溫度和不超過最大位移的情況下，盡可能地提升揚聲器的輸出功率，從而釋放更多喇叭性能，提高響度。 開啟溫度保護(hù)后，將溫度有效控制在指定溫度內(nèi)(下圖為100℃)。

圖7 溫度保護(hù)開關(guān)對比 開啟振幅保護(hù)后，將振幅有效控制在指定幅度內(nèi)(下圖為0.4mm)。

圖8 振幅保護(hù)開關(guān)對比

③ 國民神仙算法awinicSKTune豐富音效體驗

針對腔體設(shè)計不夠理想，難以發(fā)揮最佳音質(zhì)的問題，AW88399QNR的內(nèi)置DSP集成了國民神仙算法awinicSKTune，包含了豐富的音效算法模塊，能夠有效地提升低頻的質(zhì)感、人聲的厚實度和聲音的整體響度與清晰度。

圖9 AW88399QNR內(nèi)置DSP音效算法模塊

No.2 筆電國民神仙算法awinicSKTune

艾為電子全自主開發(fā)，提供更有特色的音效體驗

為了滿足追求音效完美的客戶需求，除了硬件功放產(chǎn)品，艾為還推出了國民神仙算法awinic SKTune算法產(chǎn)品，基于Windows APO2音效架構(gòu)將其集成到Windows系統(tǒng)中，其具有更多特色的算法模塊，如AI聲場環(huán)繞(ASS)、智能鋼琴雜音抑制算法(APR)、AI齒音自動抑制(ASR)、自動清晰度控制(ASC)以及功耗優(yōu)化算法(APS)。

AI聲場環(huán)繞(ASS)，更強(qiáng)的現(xiàn)場感與包圍感

采用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)方式，智能識別人聲及伴奏信號

分策略處理，人聲得到增強(qiáng)，伴奏得到拓寬

有效提高人聲與伴奏的縱深度和寬廣度，帶來“聲”臨其境的體驗

圖10 AI聲場環(huán)繞(ASS)

Virtual Bass 增強(qiáng)低頻聽感

通過諧波提升聲音的明亮度與柔和度，還原曲中低頻信號，提升低頻聽感

有效提升鼓聲力度、下潛度，提升人聲厚實度

圖11 Virtual Bass低頻增強(qiáng)

智能鋼琴雜音抑制算法(APR)

AI智能識別，精準(zhǔn)去除鋼琴雜音

時域頻域多維度精準(zhǔn)判斷

聲音更絲滑，清晰度提升明顯

圖12 智能鋼琴雜音抑制算法(APR)

AI齒音自動抑制(ASR)

AI智能識別，精準(zhǔn)去除尖銳齒音

時域頻域多維度精準(zhǔn)判斷

聲音更悅耳，更有穿透力

圖13 AI齒音自動抑制(ASR)開關(guān)比對

自動清晰度控制(ASC)

自動檢測聲音信號中的人聲、鼓聲等元素

進(jìn)行不同聲音元素之間的重組，處理多余成分

顯著提高聲音的清晰度，還原更純凈的聲音體驗

圖14 自動清晰度控制(ASC)開關(guān)比對

功耗優(yōu)化算法(APS)

基于心理聲學(xué)原理，不影響主觀聽感

時域頻域多特征精準(zhǔn)建模

實現(xiàn)高達(dá)15%~20%的功耗降低

圖15 心理聲學(xué)算法功耗對比

No.3 智能功放 + APO音效集成方案

助力Window PC實現(xiàn)卓越音效體驗

圖16 基于智能功放 + APO音效的PC整體方案簡圖

控制鏈路(流)： 智能功放Driver提供控制接口，Codec Driver通過接口實現(xiàn)對智能功放的控制，智能功放Driver能夠同時對單個或多個智能功放進(jìn)行控制操作 數(shù)據(jù)鏈路(流)： PC音頻數(shù)據(jù)流會經(jīng)過awinicSKTune APO處理后傳遞到Codec中，Codec通過TDM/I2S接口輸入至智能功放，經(jīng)過智能功放處理后，輸出到喇叭。

awinicSKTune APO支持多場景功能，可根據(jù)不同場景的需求切換音效，如music、voice、movie等場景。

music場景：提供高度細(xì)膩、溫暖而充滿韻律的音效

voice場景：注重人聲表現(xiàn)，提供清晰、通透的聲音表現(xiàn)

movie場景：追求深邃、恢弘的音效效果，令人仿佛置身于電影場景之中

配合PC系統(tǒng)使用，根據(jù)場景動態(tài)切換，可為用戶帶來出色的音效體驗。

艾為電子的Window智能功放Driver和awinicSKTune APO均已經(jīng)過微軟徽標(biāo)認(rèn)證發(fā)布。

頻響數(shù)據(jù)對比：

低頻鼓聲、歌曲厚度更好

中頻人聲、笛聲等更加豐滿，歌曲有力度、清晰度更好

高頻延展性更好，聲音更加開闊

圖19 頻響曲線圖

響度一致時，功耗對比：

峰值響度和平均響度同對比機(jī)基本一致

AW方案功耗降低明顯平均達(dá)到20-40%

表1 響度對比表

表2 功耗對比圖

總體對比來看艾為電子的智能功放+APO音效集成方案可以明顯提升響度和音頻效果，同時能夠有效地降低功耗，提高筆記本電腦的續(xù)航能力。

No.4 專業(yè)音效算法團(tuán)隊

為筆電Turnkey的解決方案的落地保駕護(hù)航

艾為的音效算法團(tuán)隊是一個高度專業(yè)化的團(tuán)隊，由艾為首席調(diào)音顧問Dr Lim領(lǐng)銜。該團(tuán)隊由60余名技術(shù)專家、工程師和調(diào)音師組成。得益于艾為音效算法團(tuán)隊多年來對于音樂理論、聲學(xué)科學(xué)、數(shù)字信號處理等領(lǐng)域的深刻研究和積累，使得他們可以從主客觀兩個維度，有效保障筆記本電腦高品質(zhì)音效的最終落地實現(xiàn)。

No.5 艾為芯，讓世界更動聽

艾為筆電音頻功放芯片的系列化布局

表格3 艾為筆電音頻功放芯片的系列化布局

應(yīng)用于筆記本電腦的外置音頻功放系統(tǒng)不僅僅局限于AW88399QNR這一種型號，在后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計中，艾為電子將根據(jù)功率大小和是否內(nèi)置DSP(算法放在APO中)進(jìn)行系列化布局。通過這種布局方式，我們將不斷完善和豐富筆記本電腦的音頻功放產(chǎn)品線，為客戶帶來更為豐富和高品質(zhì)的音頻方案選擇。敬請期待!

術(shù)語解釋

Turnkey：一站式交鑰匙方案，即將完整的方案架構(gòu)設(shè)計好交付給客戶，讓客戶能夠很容易地使用完整解決方案。

APO：Audio Processing Object(音頻處理對象) ，windows音效驅(qū)動模塊，用于音頻數(shù)據(jù)的音效處理。