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什么是 USB-C 音频及其工作原理?

什么是 USB-C 音频及其工作原理?

作者:大眼仔~旭 日期:7个月前 (10-12) 评论:0 条

摘要:苹果公司已经有好几年没有“勇气”取消耳机插孔了。 虽然这一决定颇具争议,但其他制造商最终也纷纷效仿,现在大多数智能手机都取消了 3.5 毫米耳机插孔。 随着 3.5 毫米插孔的退出,用户唯一的选择就是 USB-C 和蓝牙。 从纸面上看,USB-C 似乎是耳机插孔的可行替代品,但它在现实世界中的实际效果如何? 来和大眼仔…

苹果公司已经有好几年没有“勇气”取消耳机插孔了。 虽然这一决定颇具争议,但其他制造商最终也纷纷效仿,现在大多数智能手机都取消了 3.5 毫米耳机插孔。

随着 3.5 毫米插孔的退出,用户唯一的选择就是 USB-C 和蓝牙。 从纸面上看,USB-C 似乎是耳机插孔的可行替代品,但它在现实世界中的实际效果如何? 来和大眼仔一起看看 USB-C 音频的优点和缺点。

USB Type-C 耳机

USB Type-C 耳机

什么是 USB-C 音频?

USB Type-C 是可逆 USB 连接器,自 USB 实施者论坛 (USB-IF) 于 2014 年最终确定其规范以来,它开始出现在设备中。多年来,USB-C 越来越受欢迎,大多数现代智能手机、笔记本电脑和平板电脑 有一个 USB-C 端口。 USB Type-C 旨在让用户的生活更轻松(他们只需担心一种类型的电缆和端口),并使制造商的生产更轻松(因为他们不必支持这么多不同的连接器)。

USB-IF 于 2016 年发布了 USB 音频设备 Class 3.0 规范,旨在“将 USB Type-C 上的 USB 音频确立为所有数字音频应用(包括耳机、移动设备、扩展坞、游戏设置)的主要解决方案 ,以及 VR 解决方案。”

USB Type-C 音频的创建是为了标准化使用 USB Type-C 的音频输出。 这将使 USB 端口能够替代 3.5 毫米音频插孔,设备制造商将能够使用一个端口发送和接收电源、传输文件数据、输出视频和输出音频。 根据 USB-IF 的说法,这将使设备变得更薄、更耐用,并且可能具有防水功能。

尽管用途相同,但 USB-C 音频的工作原理与耳机插孔不同。 3.5 毫米耳机插孔仅输出模拟音频,并使用智能手机内的数模转换器 (DAC) 实现处理。 USB Type-C 将传输数字音频,由您的耳机或其他收听设备来转换该数据并放大声音。 USB-C 还可以像耳机插孔一样发送模拟音频输出,只要它在端口中实现,并且您的手机具有用于有线音频的 DAC。

什么是 USB 音频协议?

三种 USB-C 音频协议(或类)允许 USB 设备充当音频外设。 这些类适用于所有类型的 USB 连接器。

  • 所有主要操作系统都原生支持 USB 音频类 1.0(或至少其子集),包括运行 5.0 Lollipop 或更高版本的 Android 智能手机。 UAC 1.0 受到 USB 1.0 速度 (12Mbps) 的限制,但支持 96kHz 采样率的高分辨率音频。
  • USB 音频类 2.0 引入了更快的传输速率,支持高速 USB 2.0 (480Mbps),从而实现低延迟音频传输、更高的采样率以及多个通道的更多带宽。 它还将音频分辨率提高到 32 位/384kHz,但代价是功耗更高。
  • USB Audio Class 3.0 主要带来了功耗方面的改进,并增加了对主动降噪、热词检测和用户定义 EQ 等功能的支持。

UAC 1.0 仍然是迄今为止最常见的音频类别,大多数 USB 音频设备都使用此规范,尽管它已经过时了。 Android 首先在 Android 5 中引入了 UAC 支持,大多数配备 USB-C 连接器的现代智能手机都支持最新标准,而 iOS 支持 UAC 2.0。

功能 USB Audio Class 1.0 USB Audio Class 2.0 USB Audio Class 3.0
支持的 USB 规格 USB 1.0+ USB 2.0+ USB 3.0
最大传输速度 12Mbps 480Mbps 5Gbps
最大采样率 96kHz 384kHz 384kHz
位深度 16-位 32-位 32-位
声道 2 最多 8 个 最多 8 个
驱动程序支持 本地 可能需要额外 可能需要额外
音频格式 16-bit/48kHz Up to 32-bit/384kHz 高达 32 位/384kHz
延迟 10ms 低至 2 毫秒 低至 2 毫秒
节能 低功耗空闲模式
兼容性 广泛支持 广泛支持 目前支持较少
主要特征 基本音频 更高的速度、更低的延迟、更多的声道 提高电源效率、ANC 等高级功能

音频适配器配件模式是另一个与 USB 音频相关的协议。 此模式允许连接器传输类似于 3.5 毫米插孔的模拟信号。 它的工作原理是重新调整端口上的引脚来接受无源音频信号。 如前所述,此模式需要内部 DAC,而不是外部 DAC。

USB Type-C 音频的优点

由于 USB-C 音频不需要手机中的 DAC,因此制造商可以移除内部 DAC 并释放设备内部的宝贵空间。 这也意味着 DAC 现在可以移至耳机或适配器。 购买者可以选择能够提供他们想要的声音的产品,而不必拘泥于通用且往往劣质的内置 DAC。 与内部 DAC 相比,外部 DAC 的另一个优势是它可以减少设备内部电源和处理硬件造成的干扰。

此外,通过放弃内部 DAC,手机的处理量将会减少,从而有可能延长电池寿命。 但是,任何模拟耳机适配器都必须包含 DAC,该 DAC 需要由手机供电。

USB Type-C 可以同时支持多个数字输入,这一事实意味着添加适用于所有设备的内联遥控器也将变得更加容易。 它使得通过一副 USB-C 耳机使用“OK Google”或“Hey Siri”等热词成为可能。 此外,USB-C 音频还支持主动降噪、环绕声和数字效果等功能。

USB Type-C 音频的缺点

USB-C 音频无论如何都不是完美的,而且这个新规范存在几个问题。

其一,使用 USB-C 耳机意味着您的充电端口必须兼作音频收听端口,这使其更容易磨损。 这也带来了同时充电和使用有线耳机的问题。 这个问题在 iPhone 7 发布后首次出现,当时有一些解决方案可以让你使用耳机并充电,但仅限于涉及三根独立电缆的设置,这远非美观、干净或方便。 您仍然需要同样笨重的设置来为手机充电并同时使用 USB Type-C 耳机听音乐。

兼容性问题是 USB-C 音频的另一个问题。 仅凭外观无法判断 USB-C 耳机是否可以与您的手机配合使用。 因此,您可能花了很多钱购买了一套新耳机,却发现它们无法与您的手机配合使用,或者音量按钮不起作用。 如果您要购买 USB-C 耳机,请购买一副带有 DAC 的耳机,以确保与您的所有设备兼容。

使用适配器将旧的模拟耳机连接到手机的 USB-C 端口怎么样? 在这种情况下,您将需要一个包含 DAC 的适配器,而这些适配器的质量往往差异很大。 质量较低的适配器会很便宜,而一个像样的适配器可能会像另一副耳机一样让您付出代价。

几十年来,3.5 毫米插孔一直是主流,因为它很简单。 没有充电或额外的电缆。 您只需拿起耳机,插上电源,即可收听。 简单是其成功的关键。 USB Type-C 音频使这一过程变得复杂,最终促使人们转向无线耳机。

USB Type-C耳机与蓝牙耳机

除了模拟插孔之外,USB Type-C 音频的主要竞争对手是蓝牙。 2016 年 7 月发布的蓝牙 5.0 将工作范围扩大了四倍,速度增加了一倍,并将低功耗 (LE) 设备的数据广播能力增加了八倍。 这使其成为废弃的 3.5 毫米插孔的值得替代品,但它也并非没有局限性。

一般来说,蓝牙耳机的音质不如同价位的有线耳机。 它们的耐用性和可靠性也较差。 然而,优点仍然大于缺点,任何不是严格的发烧友的人都会得到一副好的蓝牙耳机。

您可以在我们对 USB、标准(3.5 毫米)和蓝牙耳机的比较中找到更多详细信息。

USB-C 音频并不是 3.5 毫米插孔最佳替代品

虽然该技术有很多好处,但 USB Type-C 音频远未达到其宣传的 3.5 毫米耳机插孔替代品的水平。 兼容性问题、3.5 毫米插孔缺乏实质性改进以及多年来无线音频的改进等因素导致用户和制造商的采用率极低。

然而,耳机插孔似乎不会很快回归智能手机,因此无论好坏,我们都只能使用 USB-C 音频。 希望未来对 USB-C 音频的升级能够带来急需的改进,并且我们可以获得此类别的更便宜、更好的耳机/适配器。

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文章名称:《什么是 USB-C 音频及其工作原理?
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