音質(zhì)是不是玄學(xué)？

很多時(shí)候我們使用音箱會(huì)說“音質(zhì)好”，但具體好在哪，最多只能說出聲音干凈、層次分明；反過來則會(huì)說聽起來發(fā)悶、刺耳或者不對(duì)勁。實(shí)際上，音質(zhì)好壞存在一些客觀的衡量指標(biāo)，比如失真度、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍等，這些都是Hi-Fi圈子里經(jīng)典的技術(shù)參數(shù)。因此，音質(zhì)并非玄學(xué)，而是一個(gè)物理問題，與電路設(shè)計(jì)密切相關(guān)。從DAC到功放電路，從電源到輸出環(huán)節(jié)，每一個(gè)部分都可能成為性能短板。

音箱系統(tǒng)架構(gòu)模塊

音箱的系統(tǒng)架構(gòu)可以劃分為三個(gè)主要模塊：DAC供電模塊、功放輸出模塊和電源管理模塊。

DAC供電模塊輸出的是模擬信號(hào)，在輸出過程中會(huì)受到電源噪聲的直接疊加，這會(huì)影響信噪比指標(biāo)。因此需要使用LDO來提供干凈且穩(wěn)定的低壓差輸出，而LDO選型的核心訴求就是低噪聲。

功放輸出模塊的主流方案是效率高、發(fā)熱少的Class D放大器，其本質(zhì)是PWM調(diào)制，需要采用MOSFET作為高速開關(guān)。器件的高速切換會(huì)帶來三個(gè)主要挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)是低導(dǎo)通電阻的MOS管往往柵極電荷較大，導(dǎo)致開關(guān)速度變慢，開關(guān)損耗上升后會(huì)引入額外失真。第二個(gè)挑戰(zhàn)是熱管理問題。開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗會(huì)產(chǎn)生可觀的熱量，如果散熱設(shè)計(jì)不到位，可靠性就會(huì)下降，失真也會(huì)隨之惡化。第三個(gè)挑戰(zhàn)是柵極驅(qū)動(dòng)問題。Class D放大器中的MOSFET需要精確控制開關(guān)時(shí)序，避免上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通，否則會(huì)產(chǎn)生失真。

再看電源模塊。很多音箱內(nèi)部采用開關(guān)電源供電，其中的MOSFET是PFC升壓和DC-DC轉(zhuǎn)換的主開關(guān)管。最關(guān)鍵的是，電源端存在的噪聲會(huì)通過供電路徑傳導(dǎo)至功放部分。對(duì)于電池供電的藍(lán)牙音箱，電池電壓會(huì)隨著使用逐漸下降。電壓下降導(dǎo)致供電裕量不足和瞬態(tài)響應(yīng)變差，在大動(dòng)態(tài)場景下就會(huì)出現(xiàn)明顯的聲音疲軟現(xiàn)象，拉低用戶體驗(yàn)。此外，要防止電池進(jìn)入不安全狀態(tài)，鋰電保護(hù)IC起著關(guān)鍵作用。

其他影響音質(zhì)的因素

除了上述模塊之外，還有其他因素同樣影響音質(zhì)。例如電阻，功放中的反饋網(wǎng)絡(luò)電阻的精度和匹配度直接決定了直流偏置和增益一致性。匹配不良會(huì)產(chǎn)生偶次諧波失真，人耳對(duì)這種失真非常敏感，就會(huì)覺得聲音不夠干凈。針對(duì)這一問題，可以選擇常見的合金電阻和精密薄膜電阻。電阻精度還會(huì)影響保護(hù)電路的響應(yīng)閾值，電流檢測依賴采樣電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，精度不夠則保護(hù)閾值不可靠，可能導(dǎo)致過流保護(hù)不及時(shí)或輕載時(shí)誤觸發(fā)。

最后

影響音質(zhì)的關(guān)鍵因素并不在于DAC本身，而在于電源、供電、接地和屏蔽。前端的噪聲、失真和壓縮才是影響音質(zhì)的關(guān)鍵所在。解決了這些問題之后，最后再換一個(gè)好喇叭才能發(fā)揮其作用。在器件選型時(shí)，應(yīng)關(guān)注真正的關(guān)鍵參數(shù)，并在各項(xiàng)指標(biāo)之間進(jìn)行權(quán)衡。合科泰的產(chǎn)品線覆蓋了音頻電路中常見的LDO、MOSFET、電阻、電感和鋰電保護(hù)IC等產(chǎn)品，并可提供技術(shù)支持與選型建議。