艾为笔记本电脑音频整体解决方案
近年来，伴随笔记本电脑在办公、娱乐等场景的演化，终端消费者越来越追求游戏本、轻薄本和商务本的体验感受，给各大品牌商带来了更多新的挑战。音频体验作为笔记本电脑人机互动的重要组成部分，成为了用户体验的重点评价标准。 大多数采用传统方案的笔记本电脑，存在响度差、杂音、声音清晰度不足、低频表现差等问题，无法满足众多消费者的需求，亟待改善。艾为从功放硬件、算法、驱动以及专业调试四个维度，提供了完整的笔电音频Turnkey¹解决方案，给消费者带来极致的音效体验。
图1 笔电音频Turnkey解决方案
No.1 独立外置功放
极大地提升扬声器的输出功率和音效体验
传统的内置功放存在着功率输出较低、扬声器受到额定功率保护限制等问题，进而影响到扬声器的性能表现。同时，其腔体设计也不够理想，难以发挥极致音质。而艾为的内置DSP音效算法、带IV反馈的独立外置功放刚好完美地解决了这三个问题。
图2 内置DSP音效算法、带IV反馈的 独立外置功放的优势
① 独立外置功放有效提升输出功率
艾为拥有AW88399QNR，提供10.25V Smart Boost 升压，输出功率可以达到5.3W@8Ω ，并且可支持外部供电，外部供电电压最高支持到12.6V， 最大输出功率8.5W@4Ω ，能够有效地提升输出功率和动态范围。
图3 AW88399QNR关键规格与封装
不同的笔记本类型根据自身的续航需求以及成本，会采用双电芯、三电芯、四电芯等不同电池规格，AW88399QNR针对不同电芯规格提供了不同解决方案。
方案一：双电芯PVDD直供方案
图4 双电芯PVDD直供方案原理图
直供电压注意事项：
PVDD外供范围3V~12.6V
PVDD-VDD>0.4V
方案二：三&四电芯12V Buck供电方案
图5 三&四电芯12V BUCK PVDD供电方案原理图
BUCK供电注意事项：
VBAT需要支持三电芯、四电芯电压
电流2A~3A即可满足BOX喇叭高音质效果
方案三：二&三&四电芯5V Buck+
芯片内置Boost供电方案
图6 三&四电芯 5V BUCK + 内置Boost供电方案原理图
② IV反馈+保护算法突破功率限制
传统功放为了防止震动位移过大导致杂音，同时为了防止功率过高导致喇叭过温烧毁，对扬声器的额定功率进行了限制，从而影响了喇叭性能的发挥。 AW88399QNR自带的IV反馈，配合内置DSP的保护算法，可以实时监控扬声器的温度和位移，保证扬声器在不超过最大温度和不超过最大位移的情况下，尽可能地提升扬声器的输出功率，从而释放更多喇叭性能，提高响度。 开启温度保护后，将温度有效控制在指定温度内(下图为100℃)。
图7 温度保护开关对比 开启振幅保护后，将振幅有效控制在指定幅度内(下图为0.4mm)。
图8 振幅保护开关对比
③ 国民神仙算法awinicSKTune丰富音效体验
针对腔体设计不够理想，难以发挥最佳音质的问题，AW88399QNR的内置DSP集成了国民神仙算法awinicSKTune，包含了丰富的音效算法模块，能够有效地提升低频的质感、人声的厚实度和声音的整体响度与清晰度。
图9 AW88399QNR内置DSP音效算法模块
No.2 笔电国民神仙算法awinicSKTune
艾为电子全自主开发，提供更有特色的音效体验
为了满足追求音效完美的客户需求，除了硬件功放产品，艾为还推出了国民神仙算法awinic SKTune算法产品，基于Windows APO²音效架构将其集成到Windows系统中，其具有更多特色的算法模块，如AI声场环绕(ASS)、智能钢琴杂音抑制算法(APR)、AI齿音自动抑制(ASR)、自动清晰度控制(ASC)以及功耗优化算法(APS)。
AI声场环绕(ASS)，更强的现场感与包围感
分策略处理，人声得到增强，伴奏得到拓宽
有效提高人声与伴奏的纵深度和宽广度，带来“声”临其境的体验
图10 AI声场环绕(ASS)
Virtual Bass 增强低频听感
通过谐波提升声音的明亮度与柔和度，还原曲中低频信号，提升低频听感
有效提升鼓声力度、下潜度，提升人声厚实度
图11 Virtual Bass低频增强
智能钢琴杂音抑制算法(APR)
AI智能识别，精准去除钢琴杂音
时域频域多维度精准判断
声音更丝滑，清晰度提升明显
图12 智能钢琴杂音抑制算法(APR)
AI齿音自动抑制(ASR)
AI智能识别，精准去除尖锐齿音
时域频域多维度精准判断
声音更悦耳，更有穿透力
图13 AI齿音自动抑制(ASR)开关比对
自动清晰度控制(ASC)
自动检测声音信号中的人声、鼓声等元素
进行不同声音元素之间的重组，处理多余成分
显著提高声音的清晰度，还原更纯净的声音体验
图14 自动清晰度控制(ASC)开关比对
功耗优化算法(APS)
基于心理声学原理，不影响主观听感
时域频域多特征精准建模
实现高达15%~20%的功耗降低
图15 心理声学算法功耗对比
No.3 智能功放 + APO音效集成方案
助力Window PC实现卓越音效体验
图16 基于智能功放 + APO音效的PC整体方案简图
控制链路(流)： 智能功放Driver提供控制接口，Codec Driver通过接口实现对智能功放的控制，智能功放Driver能够同时对单个或多个智能功放进行控制操作 数据链路(流)： PC音频数据流会经过awinicSKTune APO处理后传递到Codec中，Codec通过TDM/I²S接口输入至智能功放，经过智能功放处理后，输出到喇叭。
awinicSKTune APO支持多场景功能，可根据不同场景的需求切换音效，如music、voice、movie等场景。
music场景：提供高度细腻、温暖而充满韵律的音效
voice场景：注重人声表现，提供清晰、通透的声音表现
movie场景：追求深邃、恢弘的音效效果，令人仿佛置身于电影场景之中
配合PC系统使用，根据场景动态切换，可为用户带来出色的音效体验。
艾为电子的Window智能功放Driver和awinicSKTune APO均已经过微软徽标认证发布。
频响数据对比：
低频鼓声、歌曲厚度更好
中频人声、笛声等更加丰满，歌曲有力度、清晰度更好
高频延展性更好，声音更加开阔
图19 频响曲线图
响度一致时，功耗对比：
峰值响度和平均响度同对比机基本一致
AW方案功耗降低明显平均达到20-40%
表1 响度对比表
表2 功耗对比图
总体对比来看艾为电子的智能功放+APO音效集成方案可以明显提升响度和音频效果，同时能够有效地降低功耗，提高笔记本电脑的续航能力。
No.4 专业音效算法团队
为笔电Turnkey的解决方案的落地保驾护航
艾为的音效算法团队是一个高度专业化的团队，由艾为首席调音顾问Dr Lim领衔。该团队由60余名技术专家、工程师和调音师组成。得益于艾为音效算法团队多年来对于音乐理论、声学科学、数字信号处理等领域的深刻研究和积累，使得他们可以从主客观两个维度，有效保障笔记本电脑高品质音效的最终落地实现。
No.5 艾为芯，让世界更动听
艾为笔电音频功放芯片的系列化布局
表格3 艾为笔电音频功放芯片的系列化布局
应用于笔记本电脑的外置音频功放系统不仅仅局限于AW88399QNR这一种型号，在后续的产品设计中，艾为电子将根据功率大小和是否内置DSP(算法放在APO中)进行系列化布局。通过这种布局方式，我们将不断完善和丰富笔记本电脑的音频功放产品线，为客户带来更为丰富和高品质的音频方案选择。敬请期待!
术语解释
Turnkey：一站式交钥匙方案，即将完整的方案架构设计好交付给客户，让客户能够很容易地使用完整解决方案。
APO：Audio Processing Object(音频处理对象) ，windows音效驱动模块，用于音频数据的音效处理。
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原文标题：【技术帖】艾为笔记本电脑音频整体解决方案
文章出处：【微信号：awinicfamily，微信公众号：艾为之家】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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