目前影響手機或便攜式 MP3 對耳機的驅動(dòng)力核心問(wèn)題顯然只有兩個(gè)——電源續航與元件體積。

而這兩個(gè)問(wèn)題必然會(huì )得到解決，因為限制它們的因素并非是機械或者物理上的因素，而是元件自身性能受限所導致的問(wèn)題。所以這兩個(gè)問(wèn)題實(shí)際上也是目前業(yè)界正在集中攻關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題。

首先來(lái)分析電源續航。@堂主 已經(jīng)說(shuō)的很清楚了，在目前電池技術(shù)沒(méi)有得到突破的大前提下，電源一直是手機和便攜式 MP3 難言的痛，尤其是在當前情況下，主流市場(chǎng)需求決定了更大更清晰的屏幕還有速度更快，反應更流暢的處理器應當是最優(yōu)先被照顧的對象。

但是在電池技術(shù)沒(méi)有取得大的突破的前提下，手機或者便攜 MP3 有可能把輸出功率做上去么？完全有可能，而且我相信在未來(lái)，這一夢(mèng)想很快就會(huì )被實(shí)現——因為我們忽略了一點(diǎn)，就是目前音頻功放電路還低得可憐的工作效率。

音頻功放電路的工作效率之低，主要是由于其基本元器件——晶體管的固有缺陷所引起的。有人會(huì )問(wèn)，即使是工作效率最低的甲類(lèi)運放，其效率最高也能達到 40%，聽(tīng)說(shuō) D 類(lèi)功放效率竟能達到 96% 以上，為什么你還說(shuō)耳機上的功放效率還很有提升空間？下面給一張對比圖：引用來(lái)源：《如何為便攜式音頻應用選用耳機放大器》（wolfson公司商業(yè)宣傳材料）

通過(guò)該圖片我們可以看到，在 5mW 輸出的前提下，幾種典型的放大器輸出效率甚至不到 1/4，也就是說(shuō)大約 75% 的能量都被損耗掉了。為什么它們的工作效率如此低？這是因為它們的輸出功率都很低——要知道，放大電路的工作效率并非一個(gè)恒定值，而是與其輸出功率有關(guān)。而由于晶體管固有的管耗問(wèn)題，使得晶體管的工作電壓/電流越低，相對損失的能量就越多——所以最后的結果就是，輸出功率越小，則工作效率越低。可見(jiàn)如果能夠將放大器在低功率下的工作效率提升的話(huà)，也可以實(shí)現放大器的高驅動(dòng)輸出。

目前為了提升放大電路的工作效率，大多數手機芯片組廠(chǎng)商開(kāi)始從過(guò)去傳統的 AB 類(lèi)放大電路轉移到新的放大技術(shù)，目前的研制方向分為兩類(lèi)——一類(lèi)是 D 類(lèi)放大，另一類(lèi)是自適應電源供電的放大（如 G 類(lèi)、I 類(lèi)放大）。這兩類(lèi)放大器的設計完全體現著(zhù)兩種思想：

D 類(lèi)放大作為一種顛覆了傳統線(xiàn)性工作方式的放大模式，通過(guò)算法將原待放大的線(xiàn)性信號，變換成了僅包含1，0兩種狀態(tài)的離散信號，使得晶體管在放大這一新信號時(shí)，能夠繞開(kāi)其工作效率很低的線(xiàn)性放大區，始終工作在高效的開(kāi)關(guān)（飽和——截止）狀態(tài)，從而有效提升放大電路工作效率。該技術(shù)早已在大功率用電器上開(kāi)花結果，例如變頻空調，變頻冰箱等。
自適應電源供電的放大技術(shù)則是老樹(shù)開(kāi)新花，在已經(jīng)沿用了幾十年的線(xiàn)性放大技術(shù)上，通過(guò)智能調節放大電路的供電電壓，從而達到改善目前線(xiàn)性放大電路工作效率較差的目的。 這一技術(shù)成型較晚，但是發(fā)展很快，蘋(píng)果公司的 iPod 的續航時(shí)間從 iPod video 的 10+ 小時(shí)提升至 iPod classic 的 30+ 小時(shí)，iPod classic 采用的 G 類(lèi)耳機放大電路功不可沒(méi)。一張圖說(shuō)明 G 類(lèi)放大器提高工作效率的原理：
參考來(lái)源：《I²C音量控制G類(lèi)耳機放大器簡(jiǎn)析》（摘自《電子設計應用》）

接下來(lái)，我們來(lái)看看兩種改進(jìn)是從何出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮的？

不妨打個(gè)比方：假設放大器是一個(gè)公司的翻譯部門(mén)，他們的任務(wù)就是將公司遞交的材料（從 DAC 輸入的信號電流）按時(shí)翻譯出來(lái)（放大輸出），但是這個(gè)部門(mén)的缺點(diǎn)就是，公司下發(fā)的任務(wù)量不固定。為了滿(mǎn)足公司布置下來(lái)的任務(wù)，這個(gè)部門(mén)就得時(shí)刻保持雇傭著(zhù)一定數量的翻譯，以提供足夠的人手來(lái)滿(mǎn)足翻譯任務(wù)，例如為了滿(mǎn)足每天10萬(wàn)字的翻譯量，而每個(gè)人每天只能翻譯5000字，就必須要給20個(gè)人開(kāi)出工資。由于公司給的活我們只知道最大的時(shí)候會(huì )給多少（信號滿(mǎn)格輸入），所以哪怕某天的任務(wù)量一共只有1000字，翻譯部門(mén)也必須維持在20個(gè)人的數量。 這樣的話(huà)公司就得時(shí)刻為這20個(gè)人付工資，而回報卻不高。

為了壓榨翻譯們的剩余價(jià)值，A 公司和 B 公司的財務(wù)分別出了兩個(gè)餿主意：

• A 公司的財務(wù)發(fā)現，他們所在的國家（電子電路）神奇的勞動(dòng)法（物理規律）有漏洞，雖然規定了翻譯們的基本工資必須得付，但是雇傭/開(kāi)除翻譯的成本卻很低，而且不愁雇不到。于是他們的餿主意就是找一個(gè)人來(lái)將公司派下的翻譯任務(wù)換算成工作量，以10萬(wàn)字為100%，而1千字就是1%，接下來(lái)的翻譯工作，則通過(guò)和這20個(gè)翻譯不斷簽約/解約……來(lái)實(shí)現。如果公司給的任務(wù)是1千字，那么就和20個(gè)人簽 86400/100 =864 (秒) 的工作協(xié)議，等他們把活干完就一腳踹走，等下一次來(lái)任務(wù)了，再雇20個(gè)人……后來(lái)，人們把這類(lèi)吝嗇的公司稱(chēng)之為「D類(lèi)」
• B 公司的財務(wù)則發(fā)現，公司只要求自己派下的工作量必須完成，但并未要求一定得時(shí)刻保持 20 個(gè)人的翻譯隊伍才可以。于是他把這 20 個(gè)人分成兩組，平時(shí)當任務(wù)量小于5萬(wàn)字的時(shí)候，就只讓其中一個(gè)組來(lái)翻譯，這樣就節省了一半的花銷(xiāo)；等到任務(wù)量大于5萬(wàn)字的時(shí)候，再臨時(shí)把另一個(gè)組的人雇傭來(lái)干活……后來(lái)，人們把這類(lèi)吝嗇的公司稱(chēng)之為「G類(lèi)」

相對來(lái)講，D 類(lèi)放大器理論上效率最高，但是由于耳機放大電路始終工作在較低功率范圍內，D 類(lèi)放大電路的優(yōu)勢無(wú)法完全施展，或者說(shuō)，在手機上使用 D 類(lèi)放大器還是有點(diǎn) “張飛穿針眼，大眼瞪小眼” 的感覺(jué)，因此其工作效率仍有提升空間。

目前業(yè)界最新的研究熱點(diǎn)，則集中于全新的 I 類(lèi)放大器。該放大器的基本思想與 G 類(lèi)近似，但 G 類(lèi)放大器的供電電源輸出幅度只能在幾個(gè)預訂的值之間跳動(dòng)，I 類(lèi)放大器則是在保證一定冗余的前提下，供電電源大小隨著(zhù)信號幅度變化而連續變化，因此可以比 G 類(lèi)功放提供更高的工作效率。但是目前 I 類(lèi)放大器應該還在實(shí)驗室研制中，沒(méi)有成品問(wèn)世。類(lèi)似的全新放大技術(shù)還有 AD 類(lèi)放大，目前也在研制中，同樣以提高放大電路工作效率為目的。引用來(lái)源：《帶自適應電源的高效線(xiàn)性音頻功率放大器的研究與設計》（復旦大學(xué)博士畢業(yè)設計論文）

除此之外，對手機以及 MP3 超薄的體積還有更低的發(fā)熱量這些額外需求，也在限制著(zhù)便攜播放器放大電路的設計。但是隨著(zhù)目前工藝的提升，小體積元器件的性能正在變得越來(lái)越強大，正如現在一個(gè)指甲蓋大小的晶體管性能遠超過(guò)去的大燈泡（電子管）一樣，曾經(jīng)的電解電容以及陶瓷電感，如今都可以做成貼片元器件，而性能則依舊保持相近。

murata 公司最新開(kāi)發(fā)的電感，比現有產(chǎn)品面積縮小 75%

即便以上兩點(diǎn)可以被忽略，我們仍未提起未來(lái)電池技術(shù)取得突破性進(jìn)展的可能性——而目前一個(gè)個(gè)高性能的電池正在不斷被研制出來(lái)，電池密度記錄正在不斷被刷新。

所以總體來(lái)說(shuō)，我對未來(lái)手機和便攜 MP3 的音質(zhì)抱有絕對的信心。即使目前我們還停留在晶體管時(shí)代，但是手掌的方寸之間還有巨大的潛力供人研究和挖掘。而隨著(zhù)智能手機市場(chǎng)的全面開(kāi)戰，越來(lái)越多的目光已經(jīng)集中在了過(guò)去乏人問(wèn)津的音樂(lè )手機概念上——雖然其中也存在著(zhù)類(lèi)似 HTC 炒作 beats 概念這樣嘩眾取寵的廠(chǎng)商，但主流廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始將自己的精力放在了踏實(shí)做出好音質(zhì)的姿態(tài)上。過(guò)去安卓手機和高通芯片組的 SRC 問(wèn)題令人詬病，而如今這一問(wèn)題已經(jīng)逐漸在各家廠(chǎng)商的產(chǎn)品中得以解決正說(shuō)明了這一點(diǎn)——那么既有集成模擬器件性能開(kāi)始爆發(fā)的天時(shí)，又有智能手機廠(chǎng)商開(kāi)始追捧概念的人和，還有什么理由去看衰手機 HiFi 呢？