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从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

在谈到手机的影音体验时,大家或许更在意手机屏幕显示素质和连接有线/蓝牙耳机时的音质表现,很少在意手机的外放音质。实际上,手机扬声器的音质也关乎用户体验,比如在枪战游戏的过程中,刺耳的外放音质多少会影响我们的判断,音量调低后又听不到敌方的动静。不过随着3.5mm耳机接口逐渐被取消后,手机厂商开始逐渐重视这一方面,发布新品时或多或少会提及扬声器的参数特性。本期我们就来了解一下不同手机扬声器的区别和各自的表现。

在谈到手机的影音体验时,大家或许更在意手机屏幕显示素质和连接有线/蓝牙耳机时的音质表现,很少在意手机的外放音质。实际上,手机扬声器的音质也关乎用户体验,比如在枪战游戏的过程中,刺耳的外放音质多少会影响我们的判断,音量调低后又听不到敌方的动静。不过随着3.5mm耳机接口逐渐被取消后,手机厂商开始逐渐重视这一方面,发布新品时或多或少会提及扬声器的参数特性。本期我们就来了解一下不同手机扬声器的区别和各自的表现。

从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

真假双立体声

扬声器一直是手机必备的零部件,最初只是用来播放来电铃声、系统声音,是一种非常简单的发声单元,只有糖豆粒大小。慢慢地,手机取代MP3、MP4,具备影音娱乐功能后,手机扬声器开始过渡到一体化BOX音腔,将扬声器、音腔和天线三合一,最大限度减少了体积。同时,扬声器单元还普遍采用“分体式”的振膜设计,比如悬边采用双层高韧性的PEI (聚醚酰亚胺)材料,球顶采用单层高韧性PEN薄膜参与扬声器的振动,从而可以在极小的空间里带来较大的音量和一定的低音效果。

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▲一体化BOX音腔整合扬声器、音腔和天线,能够减少体积。

随着手机扬声器的进化,它的数量也一直在变化。功能机时代里,国际品牌和正规的国产品牌大多采用单扬声器,处于扬声器1.0时代。那时候的手机用户就常常吐槽:诺基亚的铃声太小了,有没有办法把摩托罗拉的铃声调大……于是,山寨机注意到用户的这一需求,采用大功率的扬声器,不断增加扬声器的数量(多达25个),音量大且有不同程度的破音,来电时回头率极高。

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与山寨机暴力提升音量的做法不同,大品牌在扬声器的设计上不仅注重数量,更注重音质。这里就不得不提到已经淡出手机市场的HTC,2013年上市的HTC One M7采用前置双扬声器,模拟人的左耳右耳在真实场景中听到的声音差产生立体声效果,并加入了BoomSound音响技术,为手机带来前所未有的音响体验。

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▲HTC One M7采用了前置双扬声器,外放音质不错,但“三下巴”的设计引起部分用户吐槽。

随着手机设计的发展,全面屏设计成为了主流,有限的机身内很难放入两颗规模和设计完全相同的发声单元,有些手机就另辟蹊径,将听筒作为其中一个声道的发声单元。这种方式虽然实现了双声道发声,但是听筒和底部扬声器的腔体体积大不相同,就像听力不同的左右耳,对声场定位难免产生影响。

当然,部分定位高端的手机会提升听筒扬声器的功率,并对整体的扬声器系统进行优化,尽量平衡两个扬声器的“实力”。听筒作为扬声器,既节省了空间,又略微提升了立体声音效,但对游戏玩家而言,声场定位的效果无疑打了折扣。在这种情况下,部分旗舰手机回归了双扬声器设计。

值得注意的是,考虑到不同阶段里用户对扬声器的需求不同,手机扬声器的位置也各有差异。HTC One为了放置两个扬声器单元,不得不在屏幕的上下预留足够的宽度,引来消费者“三下巴”的吐槽。

随后,联想发布的乐檬K3、一加发布的首款机型也配备了双扬声器,但把扬声器的位置移到了手机背部或手机底部的左右两侧,满足用户使用手机扬声器播放歌曲的需求;后来随着手游的风靡,如今大家更习惯横向握持使用手机,所以双扬声器通常被对称放置在手机顶部和底部;而以ROG游戏手机为代表的部分手机依然采用非全面屏设计,屏幕上下两侧留有较大边框,它的双扬声器就放置在这里,正向朝着用户。

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▲联想乐檬K3的双扬声器在机身背面,平放在桌面上时会影响外放音质。

在手机扬声器构建的声场里,单扬声器只有一个声源点,我们无法判断发声的方向,只能通过声音在传播过程中的自然衰减判断它的远近。双扬声器有左右两个声源点,两个声源发出的声音,会有声音信息的叠加与抵消,我们可以从左右声源的声波信号差异来判断发声位置。从底部左右双扬声器设计改为上下双扬声器设计,两个扬声器的物理距离更远,声场空间变得更大一些。

扬声器的进化

手机上所使用的的扬声器都只能算是“微型扬声器”,振膜直径约为10mm,我们常常看到的1012扬声器、1216扬声器就是指手机扬声器的尺寸大小。例如小米10系列就采用了双1216线性扬声器,扬声器长12mm,宽16mm,比普通手机上的扬声器更大。

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▲1216线性扬声器的尺寸更大一些,一定范围内提升了外放音质。

在同等材料和工艺下,扬声器尺寸大也就意味着振膜面积大,能够在一定范围内提升音质,但既然是用于手机,尺寸的提升是有瓶颈的,厂商就需要使用新型振膜材料、增加磁电路线圈等方式来提高微型振膜的振幅,从而在更小的扬声器体积里,实现比几年之前更宽阔的频响范围和稍好一些的动态。

扬声器的发声原理是电流通过由磁铁组成的磁电路内的线圈,在上下方向产生驱动力,使振膜振动发出声音。要想获得更大的响度,就要增大内部磁场强度,从而提高振膜的振幅。增大磁场强度最直接的办法是增加磁铁数量,大多数手机扬声器内的磁铁数量是3个,对振膜的驱动力有限,小米10 Pro采用7磁发声单元,使振膜单向振幅达到0.65mm,振幅的大幅增加令输出响度提升1~2dB,并且中低高频响应也有了>5dB的突破性提升。

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▲7磁铁设计增大了磁场强度,提高振膜的振幅。

现在一些手机新品在发布时还会提及音腔大小,比如小米10 Pro的扬声器音腔等效1.2cc(也就是1.2cm³),一般手机扬声器音腔通常是0.9cc,大音腔能够明显提升声音的响度,修正低、中、高三频的表现。

此外,线性扬声器和超线性扬声器概念也逐渐在业界普及。过去的手机扬声器内部只有一组线圈用于驱动振膜,当信号过大或振膜振幅过强时,振膜会因受力不均产生谐振,导致声音失真。为了解决这一问题,超线性扬声器在内部增加了一组线圈,通过两组线圈驱动振膜,平衡振膜的受力,避免了不必要的谐振,振膜的振幅也因此得到了加强,声音的表现自然也会更好一些。

振膜大小、音腔体积、磁铁/线圈的数量都能够有效地改善手机扬声器的响度和音质,尽可能减少失真与破音,但会增大扬声器的尺寸,每一点提升都体现着厂商的设计能力。

各种音效的加持

两个扬声器发出的声音只能称得上是双声道立体声,而且左声道和右声道也就距离十几厘米,混响空间依然有限,于是手机厂商“引进”了虚拟环绕声技术,除了保留着声源的方向感外,还伴随产生围绕感和扩展感(声音离开听者扩散或有混响的感觉)的音响效果。

比如vivo NEX旗舰版就曾搭载DTS虚拟环绕声技术,在手机内部对多音轨音频进行混缩处理,再送到双扬声器上播放,得到接近于5.1、7.1音响系统发出的声音,实现环绕声效果。原本简单的左右声道,能够模拟出包含左前、右前、左、右、左后、右后多个声道的环境,从而“欺骗”用户的耳朵。在手机上,我们常见的还有杜比全景声、Dirac音效等。

如果你的手机并未经过杜比、DTS、Dirac等音效加持(没有获得认证),也可以通过刷入ViPERFX(蝰蛇音效)驱动自行调节。ViPER4是一款用于Android系统的全局音效驱动,它可以针对耳机、扬声器及其他蓝牙设备进行细节和高音补偿,提升手机的音质表现。

当然,如果你不想这么麻烦进行刷机的话,也可以选择使用第三方App来播放歌曲、观看视频,比如《酷狗音乐》就自带了蝰蛇音效,《爱奇艺》等在线视频平台也大多提供了杜比视界模式(需要开通会员)。对于单扬声器的手机来说,这些提升音质的办法只是起到优化音质的作用,但不能增强声音的空间感;只有在具备双扬声器(包括非对称双扬声器)的手机上,音效优化才会有相对明显的效果。

外放音质对比体验

为了直观地感受不同手机外放音质的区别,我特意挑选了4款采用不同配置扬声器的机型,分别使用最大音量进行歌曲播放和游戏外放的测试。

歌曲播放测试中,4款手机横屏放立在桌上,我分别用它们播放了《渡口》《加州旅馆》等曲目。采用单扬声器的A机型保留了大部分音频内容的起音,但缺乏低频的延展,大音量下由于功率不够损失部分音色和力度,空间感的表现较差。

B机型听筒扬声器和主扬声器的功率相差较大,乐器部分还算左右均衡,但人声基本由主扬声器传出,闭着眼听仿佛歌手一直站在右侧,立体感较差,构建的声场呈鸡蛋状,在放入大纸箱后,声场的缺陷会稍微得到弥补,更有立体感一些;音质方面的表现还算不错,低频没有明显的弹性但量很足,人声清冽不失真,但高音部分不够圆滑,有些许毛刺感。

C机型在播放歌曲中表现出色,由于双扬声器朝向左右,能够营造出圆满的声场,如果把手机放在一个大纸箱里,外放声音遇到障碍返回产生混响会进一步提升3D环绕的效果;同时C机型的音质也可圈可点,低频部分量足且有明显的弹性,鼓点听起来特别有劲,人声清澈响亮而且比较饱满。

D机型同样采用1216扬声器,7磁发声单元,并经过了Dirac HD Sound软件进行脉冲和频率响应校正,和C机型的配置相当,但调音方面各有千秋,由于扬声器朝向正面,它的声场呈椭圆状,和C机型对比起来人声明显更靠前一些。

在游戏外放的环节中,我们在《和平精英》的训练场里进行两两测试,比较4款手机扬声器的定位能力。A机型的劣势非常明显,无论敌人从哪个方位接近,A机型外放的脚步声只能听到由远及近,但无法判断方位。B机型有一定的定位能力,左侧的敌人相对右侧敌人更难发觉,需要比较接近时才能听到脚步声。

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▲在紧张的游戏过程中用户的手掌会不自觉地贴紧两侧边框,遮挡住放置在这里的扬声器。

正因如此,我凭借着脚步声的大小和模糊的方向感很容易猜出敌人的方位。C机型和D机型左右扬声器的音量比较均衡,能够轻易地辨别左右。相比之下,扬声器采用正朝向设计的D机型更容易判断出敌人方位。值得一提的是,在激烈的游戏过程中,随着肾上腺素上升,玩家的双手会不由自主地紧握手机,这很可能会遮挡住手机顶部和底部,只有扬声器正朝向用户的D机型不受影响。

写在最后

从规格参数和实际体验可以看到,虽然如今手机大多数都配备了双扬声器,但外放的音质依然有比较明显的区别。非对称双扬声器声场不完整,无论是播放音乐还是游戏都有一定的缺憾,软件优化也难以弥补硬件上的差异。对称式双扬声器配合虚拟环绕音效,能够明显提升外放音质,具备更强的定位能力。在厂商的宣传中,对称式双扬声器通常会特别标明扬声器尺寸、磁铁数量等主要参数和音效技术,而非对称双扬声器往往只是略提一二,如果你特别注重手机外放效果,选购时要擦亮眼睛。

游戏“听声辨位”手机

ROG游戏手机3

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CPU:高通骁龙865 Plus GPU:Adreno 650 屏幕:6.59英寸 2340×1080像素

存储:12GB+128GB 前置摄像头:2400万像素 后置摄像头:6400万像素+1300万像素+500万像素 价格:3999元

ROG游戏手机3的屏幕上下边框留有足够的空间,置入了双立体声扬声器。这两个扬声器均采用了7磁发声单元,并且配备独立NXP放大器,可以输出更大功率并具备更低的失真。经过Dirac HD Sound软件进行脉冲和频率响应校正后,ROG游戏手机3的外放声音拥有更深沉的低音表现和更宽广的声场。而且这两个扬声器正面朝向用户,游戏过程中避免了手持对扬声器效果的影响。

联想拯救者电竞手机Pro

从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

CPU:高通骁龙865 Plus GPU:Adreno 650 屏幕:6.65英寸 2340×1080像素 存储:8GB+128GB 前置摄像头:2000万像素 后置摄像头:6400万像素+1600万像素 价格:3499元

强大的双扬声器系统是拯救者电竞手机Pro的一大卖点,它采用了对称式正出音双扬声器设计, 两个扬声器均拥有0.65mm超大振幅,具有1.4cc音腔。两个对称的扬声器可以形成Hyper Audio 90°广角声场,似于音响系统中的5.1声道,将正向的声场扩展到人耳左右两侧,声音无遮挡更清晰。无论是游戏还是看剧,都能够有效增强声音细节,带来震撼、沉浸的听觉效果。

红魔5S

从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

CPU:高通骁龙865 GPU:Adreno 650 屏幕:6.65英寸 2340×1080像素 存储:8GB+128GB 前置摄像头:800万像素 后置摄像头:6400万像素+800万像素+200万像素 价格:3799元

和之前的多款红魔游戏手机一样,红魔5S同样经过了DTS:X Ultra认证,在音频方面有不俗的表现。它配备两个对称式超线性扬声器和双Smart PA(智能功率放大器),增强了振膜的振幅。在DTS:X Ultra音效加持下,红魔5S提供了音乐、电影、游戏等不同场景模式,在玩需要听声辨位的射击类游戏时,声场会变得更加开阔,让战队对话和背景声音明显分离,帮助玩家更加精准地捕捉到对手的位置。

影音音效认证手机

小米10 Pro

从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

CPU:高通骁龙865 GPU:Adreno 650 屏幕:6.67英寸 2340×1080像素 存储:8GB+256GB 前置摄像头:2000万像素 后置摄像头:10800万像素+2000万像素+1200万像素+800万像素 价格:4999元

OPPO Find X2 Pro

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CPU:高通骁龙865 GPU:Adreno 650 屏幕:6.7英寸3168×1440像素 存储:12GB+256GB 前置摄像头:3200万像素 后置摄像头:4800万像素+4800万像素+1300万像素 价格:5999元

OPPO Find X2 Pro拥有出色显示效果的屏幕,3K级分辨率带来了精细的画质,在影音播放场景中有着明显的先天优势。音频方面,OPPO Find X2 Pro搭载的是非对称式双扬声器,分别位与手机底部与顶部听筒位置,其中底部扬声器振幅0.65mm,拥有等效0.9cc大音腔。双立体声扬声器配合杜比全景声,可智能匹配音乐、电影、游戏场景,带来身临其境的影音娱乐体验。

iQOO 5

从单声道1.0到立体声2.0!手机扬声器的优劣之分

CPU:高通骁龙865 GPU:Adreno 650 屏幕:6.56英寸 2376×1080像素 存储:8GB+128GB 前置摄像头:1600万像素 后置摄像头:5000万像素+1300万像素+1300万像素 价格:3998元

iQOO 5号称超满分旗舰,具备3个“120”—120W快充、120Hz屏幕刷新率和120dB高动态Hi-Fi芯片。除了搭载CS43131高保真音频DAC之外,iQOO 5还搭载了双1210超线性扬声器(屏幕上方的扬声器隐藏在0.3mm微缝中,与听筒合而为一),振膜振幅为0.5mm,低音下潜深,响度翻倍,能带来震撼的环绕立体声效果。针对喜欢使用耳机的用户,iQOO还传承vivo经典的音质调校风格,通过了索尼Hi-Res有线/无线音频双认证,为音乐发烧友带来高保真的音频体验。

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作者: admin

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