Por qué el audio Hi-Fi se está convirtiendo en el próximo gran evento para smartphones y tablets

Cirrus Logic Product Line Manager, División de Marketing de Productos de Audio de UK Nigel Burgess

Con la convergencia de la tecnología y la continua integración de los nuevos servicios de streaming de medios, Pro Audio Hi-Fi se convierte en dispositivos móviles, y el futuro es muy brillante para smartphones, tabletas y otros dispositivos móviles. HDTV ha cambiado la forma en que la gente ve la televisión, Hi-Fi de audio se convertirá en el próximo gran evento para dispositivos portátiles, especialmente los teléfonos inteligentes.

De hecho, hay muchos cambios en la optimización de la calidad de sonido de los dispositivos móviles.Las características de audio de alta fidelidad puede reducir el impacto del ruido, la distorsión u otras interferencias digitales, como el sonido de la campana delantera, aunque el público no puede ser consciente, pero sin duda Afectará su experiencia de escucha, mientras que el controlador y las mejoras traerán la "textura parecida al vinilo" a la calidad de sonido móvil, pero no consumirán demasiada energía.

¿De dónde viene esta ola?

El primer punto a indicadores estéreo Hi-Fi, es aumentar la suscripción de streaming de música, según un informe de diciembre de usuarios de música en streaming mundial Midia Asociación de Investigación (Midia Investigación Películas para suscriptores de música) Pantalla de 2.016 años, el número de usuarios de streaming de música a partir de 2014 en 2016 a más del doble, de 41 millones de aumento a 100 millones de usuarios, se espera que alcance los 277 millones en 2020. Además, "BuzzAngle 2016 American Music informe de la industria", señaló que en 2016 los Estados Unidos, la intensidad media diaria en un día determinado (promedio 1,2 mil millones al día) más que las descargas de canciones anuales (733,4 millones). Midia datos a Spotify (4300 millones de suscriptores que), corriente (alrededor de 1 millón), Deezer (690 millones) y la música de Apple (2090 Wan ) como representante de servicios de streaming de medios de comunicación que están liderando el mercado. Actualmente, sólo la marea y QobuzTM proveen de medios de transmisión de alta fidelidad, y Deezer, Soundcloud y JooxTM proporciona parte del sonido de alta fidelidad. Si Spotify, Apple y Amazon y otras grandes empresas comenzaron a ofrecer Hi-Fi de streaming de los medios de comunicación, el mercado se espera que crezca de manera significativa, según SAR Insight & Consulting1 pronóstico, en 2020, de alta resolución de audio (HRA) descargas de las descargas de música global 1% (20 16 años) aumentó a 11%.

Figura 1. SAR Insight & Consulting predice que para el año 2020, las descargas de audio de alta resolución aumentarán al 11% de las descargas de música global.

En los primeros usuarios de plomo, estos servicios serán despertar al usuario en los dispositivos de teléfonos inteligentes actuales simplemente no pueden experimentar una experiencia musical completamente diferente. Pero ¿por qué los teléfonos inteligentes actuales de sonido u otros dispositivos móviles tan mal? Este móvil de productos limitaciones físicas sobre: ​​el tamaño, el peso y la duración de la batería en la actualidad, diversas limitaciones técnicas se entrelazan, se evita el uso de audio de alta fidelidad rentable en un dispositivo portátil, pero este cambio está ocurriendo.

Traiga audio profesional en dispositivos móviles

¿Cómo se define el audio de alta fidelidad? En términos sencillos, es lo más parecido posible al audio de bajo ruido y baja distorsión de la fuente de música original.En un nivel más técnico, el audio de alta fidelidad está diseñado para permitir la transmisión de audio "sin pérdida" Con el fin de comprimir la música, el sistema lo ignorará que el oído humano no puede oír el sonido para ahorrar espacio de almacenamiento. Sin embargo, esta compresión con pérdida, es decir, MP3, pero reduce la calidad del audio, porque el oído humano De hecho, esta diferencia puede ser identificada.

Esto explica por qué los usuarios pueden escuchar "diferencias" mientras escuchan música comprimida en algunos dispositivos portátiles, pero no saben por qué hay otros problemas al transferir audio de alta fidelidad a un dispositivo móvil. En el pasado, los dispositivos móviles tenían suficiente capacidad de almacenamiento, y sólo ahora, los teléfonos inteligentes tenían suficiente espacio de almacenamiento para mantenerse al día con el audio de alta resolución.En realidad, la capacidad de almacenamiento de productos móviles creció exponencialmente en los últimos años, Por lo tanto, no es un problema almacenar un gran número de archivos de audio sin pérdida (como los codecs de audio sin pérdidas gratis (FLAC)), lo que significa que los usuarios no tienen que comprometer la calidad de audio para poder almacenar varios álbumes en sus teléfonos móviles. Las empresas de almacenamiento ahora permiten a los usuarios descargar, también puede eliminar canciones y álbumes, por lo que no hay necesidad de almacenar toda la música en el teléfono.

Los diseñadores de chips de audio también están en constante desarrollo y tratando de integrar las características de alto rendimiento en los componentes más ligeros que son más pequeños y menos poder de hambre para maximizar la vida de la batería. Otros equipos técnicos de audio son utilizados para optimizar la música comprimida y la reproducción de medios de streaming.

Los indicadores no representan todo

Los consumidores pueden estar más preocupados por las especificaciones específicas, y la especificación proporciona una buena referencia para la capacidad de reproducir audio de alta calidad, pero de alta calidad de audio no es sólo una especificación.Además de lograr ciertos niveles de datos, Bit / 96kHz o incluso más alto, hay muchas adiciones sutiles que deben tenerse en cuenta al reproducir el audio Hi-Fi claro, que puede tener un impacto significativo en la calidad de audio.

Audio sin jitter

Por ejemplo, la fluctuación de fase puede destruir la calidad del audio reproducido.Todas las señales de reloj se ven afectadas por la fluctuación de fase.En un sistema típico, si la fluctuación total es menor que -105dBFS, Para el rendimiento del reloj, en esencia debe ser parte del sistema de audio de ADN.Esto incluye la prestación de un reloj de referencia precisa o alrededor del anillo de fijación de precisión dedicado (FLL) para diseñar el IC para compensar el reloj de referencia inexacta bloqueando la referencia externa y proporcionando el original Con referencia a la baja fluctuación de fase del reloj, el FLL en el chip proporciona una referencia de reloj de baja jitter para convertidores (DAC) y amplificadores internos de digital a analógico.

Filtro Hi-Fi avanzado

El avanzado filtro Hi-Fi fue diseñado originalmente para DACs de alto rendimiento y se utiliza en muchos sistemas de sonido profesionales de gama alta y ahora se utiliza en codecs inteligentes para aplicaciones portátiles, lo que significa que los teléfonos inteligentes, tabletas Y otros productos ahora pueden disfrutar del sonido natural de la.

La imagen siguiente es una representación gráfica de la avanzada arquitectura de DAC de 512 bits, que filtra secuencialmente el ruido para ayudar a eliminar los efectos del mundo digital y proporcionar un entorno natural. La gente más quiere escuchar el sonido.

Figura 2 Icono DAC de 512 bits en Cirrus Logic CS 43130

Además de reducir el efecto de la fluctuación en los efectos de sonido, el filtro también puede cambiar el roll-off y la respuesta de fase, eliminando así la vibración campana frontal.Por ejemplo, los címbalos chocaron con el sonido es por lo general la gente no quiere oír, porque al principio del golpe El sonido es siempre claro y acompañado por un poco de ruido.

¿Escuché la campana delantera?

La campana delantera se hace en el proceso de procesamiento digital, haciendo que la gente oiga algunos sonidos antes de que el sonido real aparezca, lo que significa que el sonido no es tan claro como debería ser No hay anillo real en el mundo real El sonido del sonido, el oído humano es también muy sensible a la vibración de la campana frontal.Si el filtro en el proceso de conversión digital analógica no es la operación correcta, la reproducción del sonido a menudo suena borrosa baja, aburrido y aburrido.

La figura siguiente muestra cómo quitar la campana frontal del filtro usando el Cirrus Logic CS43130 de baja potencia DAC y proporciona una serie de filtros seleccionables Las ondas de sonido visibles en la imagen izquierda se pueden ver Para la prioridad de la señal de audio principal (como los tambores), después de que el sonido de campana se refiere al sonido del mundo real después de que el sonido real, como el tambor fue golpeado después de la vibración.Sin embargo, el sonido de timbre anterior es el procesamiento digital de filtrado de audio Como se muestra en la figura, el avanzado filtro Hi-Fi y el mayor rango de filtros pueden eliminar la vibración de la campana frontal, de modo que la vibración de la campana trasera es más variada, más natural, mostrando alta calidad Efecto de sonido.

Figura 3 Cirrus Logic CS 43130 DAC en el avanzado filtro Hi-Fi para eliminar el anterior ejemplo de timbrado

El alto rango dinámico es esencial para reducir la distorsión

Para el audio digital dinámico sin distorsión, el rango dinámico es otro factor muy importante en la ingeniería de audio, con una amplia gama de oídos dinámicos que pueden oír sonidos muy fuertes y escuchar sonidos muy fuertes. El rango de volumen se denomina rango dinámico.

Para que el rango de señal máximo sea reproducido correctamente, el alto rango dinámico del DAC de alto rendimiento es crítico Si el rango dinámico del DAC es bajo, especialmente cuando el volumen es inferior a 96dB, el usuario escuchará el ruido digital El rango dinámico de un archivo MP3 de 16 bits típico es de 96dB En el formato de audio Hi-Fi avanzado de hoy en día, el rango dinámico de FLAC de 24 bits es 144dB y el rango dinámico de audio de 32 bits también es más amplio. MP3 es un formato de audio, excepto que FLAC es sin pérdida, lo que significa que no se ve comprometida, incluso si la calidad del sonido comprimido.) Al proporcionar hasta 130dB de rango dinámico, en todos los ajustes de ganancia del amplificador, La señal puede transmitirse sin verse afectada por el ruido de fondo.

El sueño está a punto de ser una realidad

Escuchando música digital en dispositivos móviles es cada vez más popular en todo el mundo, y el uso de la tecnología de audio en dispositivos portátiles es el momento adecuado.Recentemente, Nelson "2016 China Music 360 Report" plenamente probado este informe, El 72% de los oyentes chinos escuchan música en un promedio de 16 horas a la semana, incluso hasta 19 horas, el 66% de los oyentes musicales (69% de la generación milenaria) escuchan música a través de teléfonos inteligentes ya que más de mil millones de personas , La situación en un país en China indica un enorme potencial de crecimiento en el campo del audio de teléfonos inteligentes, y los fabricantes de teléfonos inteligentes también están prestando mucha atención a esta tendencia.La aparición de servicios de streaming de música y el crecimiento de los suscriptores, , Además de impulsar la demanda de dispositivos móviles Hi-Fi audio.When proveedores de tecnología de chip todavía se enfrentan con el tamaño de los chips, la capacidad de almacenamiento, la vida de la batería y otras plataformas móviles en muchas restricciones, los diseñadores de dispositivos de audio están abriendo el nuevo I + Tecnología para mejorar la experiencia de escucha del usuario, por lo que el audio Hi-Fi puede ser seguido por smartphones, tabletas y dispositivos portátiles El audio profesional de alta calidad llevado al siguiente enfoque de mercado de los dispositivos móviles, que no está muy lejos, aquí que se hace realidad en este punto.

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