艾为笔电音频整体解决方案重磅发布功放、驱动和算法的完整笔电音频Turnkey方案

2023-10-30

近年来，随着笔记本电脑应用场景的不断变化，各大品牌商在产品设计和性能方面都在追求更加出色的用户体验，尤其是游戏本、轻薄本和商务本等类型的笔记本电脑。其越来越薄的机身设计使得笔记本电脑的扬声器设计面临更大的挑战，尤其是在高负荷的使用情况下，扬声器会出现更多的杂音和低频少、不清晰、响度差等不良的声音效果，音效体验亟待升级。

艾为从功放硬件、驱动、算法以及专业的音效团队四个维度，提供了完整的笔电音频Turnkey方案解决笔记本电脑超薄扬声器的杂音和不良音效问题，给消费者带来极致的音效体验。

图表1 笔电音频Turnkey解决方案

1. 内置DSP、带IV反馈的独立外置功放，在保护超薄扬声器的同时，极大地提升了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，难以发挥最佳音质。而艾为的内置DSP、带IV反馈的独立外置功放刚好完美地解决了这三个问题。

图表2 内置DSP、带IV反馈的独立外置功放的优势

以艾为的AW88399QNR为例，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。

图表3 AW88399QNR的硬件规格和主要应用框图

图表4 支持PVDD外部供电的应用宽框图

对于扬声器受到额定功率保护限制的问题，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，保证扬声器在温度不超过最大温度和位移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。

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®，其包含的丰富算法模块，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。

图表5 AW88399QNR内置DSP的算法模块

注释：绿色边框模块为基础算法模块，粉红色边框的模块为艾为定制特色算法模块

虚拟低频模块（VBE）、动态EQ模块可以提供更有质感的低频；声音增强模块（Sound Enhancement）让人声变得更加厚实；大音量模式（Super Voice Mode）明显提升整体音量，提升的幅度超过5dB；动态增益控制（AGC）、MBDRC、EQ等模块为消费者带来出色音效体验；振幅控制（IV MEC）可以在提供大功率输出的同时，有效地保护较薄单体喇叭，防止喇叭线圈超振幅断线；温度保护（IV TPC）实时监测喇叭温度，提供快速的温度抑制，有效提高喇叭寿命。

2. 微软认证的智能功放驱动 + APO音效驱动，灵活地适配笔电不同应用场景，助力Window PC 实现卓越音效体验

图表6 基于智能功放驱动+APO音效驱动的PC整体方案简图

上图是基于智能功放驱动 + APO音效驱动的PC整体方案简图。主要链路分为控制链路（流）和数据链路（流）：

控制链路（流）：智能功放 Driver提供控制接口，三方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场景表现的是高度细腻、温暖而充满韵律的音效；voice场景则注重人声表现，提供清晰、通透的声音表现；而movie场景则追求深邃、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。

3. 全自主开发的笔电国民神仙算法awinicSKTune®，提供更有特色的音效效果体验

得益于灵活的Windows APO驱动方案，我们可以将丰富度更高的国民神仙算法awinicSKTune®集成到Window APO驱动方案中的SKTune APO中。

图表7 算法丰富度更高的笔电awinicSKTune®算法

对于追求音效完美的客户，除音频功放硬件外，我们也创新地推出了独立笔电awinic SKTune®算法产品，具有特色的算法模块：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）、功耗优化算法（APS）以及自动清晰度控制(ASC)。

AI声场环绕（ASS），更强的现场感与包围感
☆采用先进的机器学习方式，智能识别人声及伴奏信号
☆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

图表8 AI声场环绕（ASS）

视频场景有了ASS-AI声场环绕算法的加持，用户可以轻松地从声音中分辨出不同的空间成分，仿佛声音遍布在四周，每一个细胞都随音乐律动，带来非凡的沉浸感。

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

图表9 智能钢琴杂音抑制算法（APR）

微型扬声器在播放纯钢琴音乐时，会产生一些杂音，主要是一些“沙沙”声和“滋滋”声，通常称之为“钢琴杂音”。因为钢琴音信号是一种谐波成分比较纯净、频谱能量非常集中的信号，而微型扬声器播放这种能量单一、集中的信号时，振膜容易发生不正常的颤动，继而产生杂音。

钢琴杂音消除模块的设计目的是检测信号中会产生杂音的钢琴音信号，并提前进行压制处理，以此消除钢琴杂音。该算法基于机器学习实时识别信号中的钢琴杂音信号，针对性地处理钢琴杂音信号，保证去除杂音的同时不影响其他部分的听感。

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

图表10 AI齿音自动抑制（ASR）

AI齿音自动抑制算法可以动态检测识别出齿音与乐器信号，针对齿音进行实时检测和动态处理，保留了更多的声音细节，使得听感更加均衡明亮。

心理声学-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

图表11 心理声学算法功耗优化15%~20%

便携式设备在功能、体验和使用寿命方面均面临诸多挑战，尤其是功耗方面。对于这一核心体验，功耗的降低至关重要，因为它不仅关乎续航能力，更涉及用户对设备的满意度。传统的音效调试方法，虽然能够一定程度上节省功耗，但也会极大地损害声学体验。

在这样的背景下，艾为推出了一种创新的功耗优化算法，该算法结合了心理声学掩蔽效应的理论，能够在保证用户主观听感不受影响的情况下，实现高达15%~20%的功耗降低。这种算法不仅实用，更富有智慧，充分展示了人工智能的独特魅力。

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

针对微型扬声器因非线性失真等因素带来的浑浊听感的难题，通过自动清晰度控制算法处理，可以让电影中各个声音元素都能独立呈现，以高清晰度和丰富的层次感呈现更多细节，在听歌、游戏、观影时，无限贴近你喜爱的场景，感受音符的纯粹和灵动。

4. 专业的音效算法团队，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。

5. 艾为笔电音频功放芯片的系列化布局

表格1 艾为笔电音频功放芯片的系列化布局

艾为的笔记本电脑所搭载的外置音频功放系统不仅仅局限于AW88399这一种型号。在后续的产品设计中，我们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电音频功放产品线，为客户带来更为丰富和高品质的音频方案选择。

敬请期待！

6. 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。