再談手機3.5mm耳機介面（三）：我命由天不由我

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前言

謝謝大伙兒的關心，我的心情，現在平復多了。

「大歷史觀」是個香甜之物，對於指導我們認識3.5mm耳機介面，有著不小的幫助。

前面兩篇系列，我們從防水、輕薄化設計、應用範圍等技術角度，分別對3.5mm耳機口的存在的意義，和消失的原因，進行了比較綜合和詳細的論述。

所以，發生在有關3.5mm耳機孔上的每一個演化事件，都不能視其為孤立的存在，將它們完整的串在一起，我們就不會非常草率地作出「廠商去掉3.5mm，非蠢既壞」的結論了。

系列一：再談手機3.5mm耳機介面（一）：風雨砥礪，功成身退

系列二：再談手機3.5mm耳機介面（二）：生於貫之，死於輕薄？

Okay，Well keep going on~~

-----------------------/?( ? ?ω?? )??biu ~~ ----------------------

五、廠商都決定啦，讓你來接耳機

回歸到音頻，手機自帶的音頻模塊有哪些大任難當？

智能手機作為移動互聯網的重要入口，不但年輕人離不開它，就連當時叫囂著要給年輕小輩「戒除網癮」的父母輩，現在也忙著低頭刷朋友圈、搶紅包。

不可否認，智能手機變得越來越全能了。

翻翻你家裡的舊物——MP3播放器、FM收音機、DVD播放機，它們上面沾了多少灰了？智能手機把它們的功能一股腦兒集成在了一塊電路板上。真是好一個多面手！

不過，多面手並不意味著樣樣都能精通，多面手在音頻上也有短板的地方。

1. 供電！供電！供電！重要之事，言之復三

受制於手機電池容量、內部空間限制，手機上的3.5mm介面，是一種原理比較簡單的介面。

它提供模擬信號輸出，論供電，它只能提供2.5V以內的交流電平信號，電流只有毫安級別，可以說傳輸功率很低。

所以，系列（一）里提到的，3.5mm介面的閃光燈配件，一般都得自帶電池，才能滿足高亮度鎂光燈泡的功耗需求。

耳機孔提供給耳機的供電功率，用音頻發燒友的說法，就是所謂的「推力」。

一般所說的「好推」和「難推」，是相對於耳機內阻而言的，一些主打輕便的運動型耳塞，其音質做到討好一般人的喜歡就足夠了，阻抗較小，插在手機上就比較「好推」；

而一些高端頭戴式耳機，本身硬體性能非常好，但阻抗高，插在手機上就比較「難推」。音頻發燒友的難題就來自於此。

中高端高阻抗耳機用手機「直推」，聲音如白開水，聽者傷心，聞者落淚 ~~

歐盟呢，09年有發表過一份報告說呢：耳機音量過大，會對青少年的聽力造成不良影響 ~~

故銷往歐盟地區的音頻播放設備的安全音量，被強制預設在80分貝（日常談話為60分貝左右），很明顯，這樣推力就更小了。

真是令「我命由我不由天，能作zuō一天是一天」的當地年輕人們苦不堪言。（本宮也是個能作zuō的主兒~~）

這下知道主動降噪耳機為什麼要自帶電池了吧？

3.5mm介面的功率，連維持音頻播放那點推力，都將將巴巴，更遑論分出富餘推力給主動降噪模塊了~~

2.手機自帶解碼和音頻放大模塊存在局限

一款手機播放音樂的過程，大概是這樣的：以播放mp3文件為例。

軟體讀取先讀取數字音頻文件的信息，Soc部分負責解壓mp3文件中的音頻幀，傳送給音頻晶元，這個過程是邊播放邊進行的。

音頻晶元讀取每個瞬時的數字音頻幀，將它們轉換成微弱的模擬音頻幀，接著運放模塊將這個微弱的模擬音頻信號的功率放大，將功率放大過後的模擬音頻信號推給用戶的耳機。

是不是有點晦澀？

來，我們把這個流程想像成一輛汽車的加工過程：

首先，廠里要有一張汽車的構成圖紙（mp3）；

生產主管將這張構成圖紙分解成可供工人們組裝的1、2、3、4步裝配圖（解壓mp3成數字信號）；
然後，車間主任把這若干步裝配圖用肢體語言告訴工人，教他們怎樣操作流水線（將數字信號轉換成微弱的模擬信號）；
最後，工人們將零件組配完成，車就可以出廠了（放大模擬信號的功率）。

上面的例子里，圖紙是mp3，生產主管是Soc，車間主任是音頻晶元，工人是運放。

這四個角色必須同時強大，才能保證手機有出色的音頻輸出。

這四樣寶貝里，好的音源文件（圖紙）比較容易找到，常泡耳機論壇的老司機們，你們找無損音源的本事肯定很強~~

解壓音源文件這一步一般也不會有太多問題，目前音頻文件的解壓工作都是由Soc中的CPU部分來完成的，現在手機里的CPU性能也不弱，完成實時解壓的工作不是什麼大負擔。

DSP模塊可以為音頻處理模塊和圖像處理工作提供支持

除非你手機當前正在玩大型遊戲或者在跑分，CPU的當前性能被榨乾了，以致於抽調不出來足夠的算力來支撐音頻解碼的進程。

跑分的時候，你拿手機幹什麼都會一卡一卡的，包括放音樂

重點來了！手機被吐槽音質爛，就是因為下面這兩個傢伙不給力造成的。

音頻晶元（DAC 數模轉換器）和運放是音頻播放的靈魂。

大部分手機的DAC模塊都是封裝在Soc里的，很少有看到獨立存在的DAC模塊。

運放模塊的性能更是孱弱，廠商經驗不足，運放前後輸出匹配的阻抗和供電電壓控制不當，結果經過放大的模擬音頻信號質量和強度都不甚理想。

這就是音頻發燒友們看不起手機音質的原因。

舉個例子，來說明音頻發燒友們，對音質的不懈追求：

蘋果最經典的iPod Classic系列第六代，也是它的最後一代。
其DAC晶元來自為蘋果全系列產品定製音頻晶元的專業戶——Cirrus Logic，型號是CS42L52，相比上一代iPod Video的DAC晶元WM8758，素質要好些。
但當時蘋果未開放授權，讓其他廠商用自己生產的DAC晶元來替代CS42L52做解碼，這就使iPod Classic在音頻發燒友圈內成為十分糾結的存在。
2012年左右，蘋果終於向某些廠商開放授權，允許他們從iPod Classic的30 Pin數據口裡直接讀取數字信號，但數字信號被強制限定成16 Bit 48Khz輸出，好歹是比標準CD格式（16Bit 44.1Khz）要強了，終於受到了音頻發燒友們的一致好評。

iPod Classic 用戶，終於有了自由選擇 DAC晶元解碼的權力，這下可有的玩兒了！

上面那張圖裡，最頂上那個是iPod Classic本尊，中間那層是DAC，底下墊著的是運放。

沒有這套架勢，你敢承認自己是發燒友嗎？

就連自帶的DAC模塊的性能，比現在大部分手機自帶的DAC模塊更優秀的專業播放器——iPod Classic，眾發燒友仍然不遺餘力的，用更優秀的DAC模塊去替代它做輸出，足見音頻播放領域裡，玩家「山外青山樓外樓」的追求欲了。

眾口難調，你永遠無法討好所有的專業玩家們，他們懂理論、熟悉參數、善於調教、樂於折騰。

並且，這部分市場太小了，手機廠商放棄他們，也不會造成什麼太大的損失，而且手機留給供DAC和運放提升的空間實在是太小了，太過專業的配備，又會讓愈來愈輕薄化的手機，不堪重負。

比如專業音頻廠家ESS推出的旗艦型DAC解碼晶元——ES9038PRO，從參數來看，這傢伙絕對是DAC晶元界無敵的存在。

ESS和老對手AKM各自的旗艦DAC產品，其中，ES9038PRO的信噪比高達140dB，總諧波失真加雜訊-122dB

這是ESS官網裡有關ES9038PRO的詳細資料，很是詳細全面：

ESS對ES9038PRO運行功耗的描述：

它在 192kHz採樣率、100MHz採樣率頻率的狀態下，功耗為 500mW（即0.5瓦）

搭載不同Soc的旗艦手機的亮屏功耗

僅維持屏幕開啟，主流智能手機的最低待機功耗沒有超過530毫瓦的。

而這個ES9038PRO正常工作時，自己就得佔500毫瓦，幾乎等於手機待機所有部件的能量消耗之和，這還沒算上運放晶元的功耗。

這對於極力追求性能和功耗動態控制的智能手機而言是絕對不能接受的。

只有更厚機身、攜帶更大電池的獨立純DAC解碼器才是它的容身之所。

ES9028C2M和ES9028Q2M這兩兄弟，是ES9038Pro上一代旗艦ES9028的移動版，不同之處在於封裝面積有差別，ES9028C2M的封裝面積比ES9028Q2M更小。相比大哥ES9038Pro，規格大幅縮減。

ES9028C2M / ES9028Q2M規格相比 ES9038Pro有大幅縮水，信噪比只有 129dB，總諧波失真加雜訊 -120dB。聲道也從 ES9038Pro的8個縮減到 2個

大幅縮減規格的好處，就是功耗也隨之大幅降低

ES9028C2M / ES9028Q2M工作時的功耗，只有83毫瓦；待機功耗僅不到1毫瓦（0.001瓦）。本身素質不算差，只是相比旗艦有降低罷了，終於可以塞到手機里了。

運放部分採用的是ESS本家的ES9603。

ES9603最高能推 600歐姆阻抗的耳機，但這個「能」不等同於「駕馭」

步步高旗下的OPPO和VIVO在營銷上玩得很6，兩者都主打時尚的外觀設計，在賣點上做了細分，OPPO更側重於拍照，推出過旋轉攝像頭的OPPO N1；VIVO則側重音質，運用了卓越的手機音頻晶元。

號稱「中國好聲音」的VIVO X6 Plus搭載的DAC部分正是ES9028Q2M，運放採用了同樣來自ESS的ES9603，以下是來自「數碼多」網站的評測：

高頻部分，聽感相比上代X5 Max有顯著改善，表現的比較圓潤和鬆弛，它的高頻動態比X5 Max要小些，但解析度相當，聽感偏軟。

中頻部分，聲音稍暖一些，也更鬆弛些，它的人聲表現帶有一定的人情味兒，但頻響覆蓋有限，聲音的密度和解析力要弱些，這說明它放某些人聲很適合，放其他的人聲就很不適合。

低頻部分，X6 Plus的推力沒有大幅提升，對於內阻比較大的「大胃口」耳機，驅動效果只能用「慘」字來形容，當然推動小耳機當然沒有問題，其低頻速度感較好，播放打擊樂力度感和厚度表現同樣優秀，保證了相當的解析力

以強烈的廣告暗示和瘋狂的地推作支撐，在 2500-3500價位里，VIVO和 OPPO的主流產品可以和一線手機廠商的次旗艦談笑風生，這種「反互聯網思維」的戰略能大行其道，線下渠道控制同樣功不可沒

LG在智能手機領域絕對是一個瘋狂的傢伙，它有一些……嗯……讓人無法直接做好壞評價的創新和堅持。

比如G3的弧面屏、至今採用可拆卸電池設計、V10的副屏幕、G5的模塊化設計、大塑料後蓋等。

它堅守著一種常人可能無法理解的極客信條，縱是銷量慘淡，也在所不辭。

我本人是十分讚許它這種「雖千萬人吾往矣」的精神的。

LG在V20在音頻晶元上選擇了一顆奇怪的傢伙——ES9218，這款產品沒有單獨出現在ESS官網的產品列表裡，只有一篇介紹。

LG V20確認是首部搭載ES9218的智能手機，看來LG和ESS私底下一定有不可告人的PY交易。

四核 DAC？看起來很厲害的樣子，是一個不錯的宣傳噱頭

內置四個並行連接的DAC，提供124dB的信噪比，總諧波失真加雜訊-112dB。素質比ES9028Q2M要差。

ES9218是一顆整合了DAC和運放功能的晶元，這種設計有利於縮小音頻晶元在手機內部空間的佔用率，並且降低了手機廠商的設計難度。

ES9218的素質究竟如何，只有等相關評測出來之後我們才能了解了。

從可以「餵飽」耳機的角度，談談運放晶元有多少輸出功耗才夠格。

耳機的正常工作功率一般在1毫瓦到5毫瓦不等，看起來不多哈。

但這並不能說明運放提供這麼多輸出就夠了。放大器諧波失真和大動態表現的是運放必須解決的兩個問題。

簡單點來說，放大器諧波失真是這種效應：你運放的最高驅動力和耳機正常工作功率比值越小，這個功放的失真就越多，換言之，你的功放需要具備比耳機功率高得多的功率儲備才行。

大動態表現就更好理解了，聽過交響樂、打擊樂的同學，這類樂曲存在起伏非常波瀾的細節，比如交響樂里柔和的小提琴組的片段剛過，嘹亮的小號組立馬吹響。

如果運放功率儲備不足，這部分起伏跌宕的聲音的尖峰部分就會被強制削平，大大影響聽感。

耳放端至少得有30-50倍的峰值功耗儲備，才能給予聆聽著足夠優秀的聽感。

綜合獨立DAC模塊的工作功耗，播放器要有持續穩定輸出從113毫瓦到333毫瓦的本事，才能做到讓發燒友也不會挑刺兒的聽感。

還記得亮屏待機時手機的整體功耗嗎？我們彷彿聽到電池無聲的嘆息。

一方面，從專業性來看，手機需要兼顧各方體驗，不能在某一項上存在致命的短板；

手機廠商只能在「兼顧」的前提下，努力把音頻播放做到最好。

晶元高度集成化是一種趨勢，音頻晶元周圍防電磁干擾的設計、對相關晶元的電路設計能力、需要聘請一大批負責後期調音的音頻專家，手機廠商敢稱自己某款「音樂手機」素質夠格，可不是在發布會上吹吹牛皮就可以解決的事兒。

另一方面，想要做到極致高保真音頻輸出，DAC和運放功耗是一個賣不過去的坎，由此可見，專業音頻播放器做得「傻大黑厚」不是沒有理由的。

它們在電池容量不低（2000mAh）、沒有大觸控屏、沒有智能系統和APP的前提下，剛剛好才做到優秀的音頻輸出。

除非化學電池技術有晶元行業一言不合就性能翻番的改進，否則拋開輸出談玩音質，手機廠商永遠無法給市場一個令人滿意的答卷。

所以，把手機音質不好，歸結於3.5mm耳機孔的存在，著實有些冤枉它了。

後記：

呼呼，這個系列的正篇，終於完結了~~

在電腦里原稿的基礎上，我又做了不少擴充和修正，其燒腦程度，不亞於重寫出三篇文章了。

我自己認為，只有這三篇文章，才真正對得起這個專欄中的「本格」二字。

真的好久沒寫，純的從技術角度出發的東西了。以後有興趣，還會為大家分享我的思考體驗。

正式的討論已經結束了，下篇文章，我會放一些彩蛋。