手机音频架构简介

特斯拉曾说，想要了解宇宙的真相，就从能量、频率、振动去思考。

而人活于世，理性从不是全部，声音虽属振动，但它总是触及感性的萌发。有音乐的当下勇敢而热烈，多了份归宿，不任由孤独，不因人间的失格而承受巨大的悲伤。

音乐是上帝送给人们的礼物，而美妙音符的产生则凭依音频架构，这是木桶效应的典范，每个环节都影响着最终的听觉体验。

如下是某手机项目的音频架构示意图，下面对几个关键部件做下介绍，希望可以启发到我的读者。

AP

AP，应用处理器，在音频系统中属于大脑的角色。音频文件的解码（软件层面的解码）、音频流的生成都在这里完成。录音后的数字音频最终也在这里被处理、存储。

其内部集成了各种数字信号处理功能，可以运行各种复杂的软件算法来实现数字信号处理能，比如均衡、虚拟环绕声、低音增强，通话降噪，回声消除等

此外，既然是大脑，就不得不说统领作用。它通过通信接口（比如I2S、sound wire等）控制codec、Smart PA等外围小弟，决定音频流的路径（比如是切换到听筒，还是扬声器，还是蓝牙耳机）等。

Audio Codec

Codec，音频编解码器，不是指MP3这种软件层面的编解码，而是指硬件芯片层面的编解码，籍由两个关键部件实现转换功能：

• DAC（数模转换器）： 在下行链路（放音）中，将AP产生的数字音频信号转换为模拟电信号，把二进制代码翻译成人类能懂的吼叫。
• ADC（模数转换器）： 在上行链路（录音）中，将麦克风送来的模拟电信号转换为数字信号，才能交给AP处理。

而围绕DAC和ADC，还需配套基础的信号处理电路，比如：

• 音频信号放大： 典型的如麦克风放大器，放大麦克风所拾取的微弱信号。
• 音频功率放大：内置了小功率放大器，可以直接驱动外部的3.5mm耳机。
• 音量控制： 检测耳机按键，进行音量调节。
• 多路选择： 内部集成音频开关，连接麦克风（多个）、听筒、扬声器、耳机接口等，可进行链路切换。

以高通某款老旧的codec芯片（属于平台套片）为例，我们可以由其管脚名称，连接关系，略知其功能。

Smart PA

如果你用耳机听音乐，那么不会用到Smart PA，它此时在摸鱼了。它是一种音频大功率放大器，用于驱动扬声器发出澎湃的声音，你手机嗓门大不大，声音劈不劈就看它了，核心特点列举如下：

• 功率放大： Codec输出的模拟信号功率很小，不足以驱动扬声器获得足够的响度和低音，而Smart PA将其功率大幅提升，让外放声音洪亮。
• 实时监测： 这也是为什么说它smart的原因，它可以通过检测扬声器两端的电压和电流，计算出扬声器音盆的振幅和温度。当检测到振幅即将超过扬声器物理极限时，便立即限幅，保证扬声器不破音而社死。此外，因为能知晓温度，也可以规避长时间大功率工作烧毁扬声器音圈。
• 优化能效：能够电池电量，动态调整放大参数，兼容音质与能效，提升DOU。

以艾为的Smart PA内部框图为例，可以略微探知其功能，后续再写一篇文章详细解释其功能。

音频开关

现代手机接口越来越精简，Type-C接口像一肩挑的牛马一样，要承担充电、数据传输、音频输出、麦克风输入等多种功能。而音频开关可以根据插入的设备类型，比如是数字耳机还是模拟耳机，模拟耳机的类型（三段式还是四段式等），正确地将音频信号通路连接到相应的引脚。

当然，因为越来越多的手机厂商舍弃了模拟耳机，音频开关也逐渐消亡了，可谓是时代的眼泪，就像35岁的牛马被明星大厂舍弃一样。

总结

因为平台厂商追求高度集成化，现在越来越多的功能被集成到AP和Codec中。但在追求极致音质的手机（比如宣发HiFi）上，则会使用独立的DAC和运算放大器芯片，绕开集成的Codec，这有点瞧不起平台厂商的味道，认为集成货音质不行。

随着真无线耳机（TWS）的普及，当代人又喜欢美颜（声音美颜），音频处理的重心遂向耳机端转移，AP端的音频算法越来越重要，如空间音频、音效、个性化声音配置等。