Как вывести звук через usb
Обновлено: 17.05.2024
Если вы любите слушать музыку в высоком качестве, то наверняка знакомы с форматами «без потерь», или lossless (FLAC, WAV и другие). Они дают существенную разницу в сравнении с MP3: широкий динамический диапазон и отсутствие потерь на ВЧ благодаря меньшей компрессии. Однако их вес ограничивает перенос музыки на карту памяти, поэтому приходится хранить медиатеку на ПК. Можно ли слушать музыку напрямую с компьютера, не тратясь при этом на аудиокарту ради качественного звука? Решение такого вопроса простое — достаточно использовать Hi-Fi плеер с функцией USB-ЦАП.
Немного о функции USB-ЦАП
Большинство компьютеров и ноутбуков имеют встроенные в материнскую плату аудиокодеки, не способные выдать качественный звук. Однако эту проблему получится обойти, подключив к ПК внешний ЦАП и поручив ему обработку звукового сигнала.
Многие плееры могут работать как внешняя аудиокарта, принимая цифровой сигнал с внешнего устройства и преобразовывая его в аналоговый. Для этого им нужен специальный контроллер на входе USB, который перекидывает поступающий сигнал на ЦАП. В устройствах FiiO эта роль возложена на чип компании XMOS, позволяющий передавать аудиопоток вплоть до 24 бит/44 кГц, что является Hi-Res качеством.
Чтобы задействовать его функционал, необходимо выбрать на плеере режим ЦАП при подключении по USB, установить на компьютер пакет драйверов и программу FiiO Control Panel. Она распознаёт подключённые устройства и даёт возможность настроить передачу цифрового сигнала в обход микшеров и настроек Windows.
В настройках драйвера USB Audio на ПК есть два пункта: USB Streaming Mode (управление задержкой звука) и ASIO Buffer Size (разрядность буфера). Лучше оставить значения по умолчанию, так как эти параметры взаимосвязаны и настраиваются с оглядкой на производительность системы.
Установка необходимого софта производится один раз и занимает несколько минут. После этого не придётся ничего настраивать, достаточно подключить плеер по USB и пользоваться им как внешней звуковой картой. Такое решение позволяет использовать с ПК качественные колонки и наушники, которые он бы не потянул со встроенным звуком.
Опыт использования плеера FiiO как внешней аудиокарты
Очевидно, что стандартный компьютерный звук далёк от идеала — в большинстве встроенных аудиокарт не предусмотрено защиты от электромагнитных наводок, ограничены питание и усиление, а обвязка максимально упрощена. Всё это неважно, если к ПК подключена пара недорогих стереоколонок, однако при использовании хороших наушников сразу становятся заметны недостаток мощности и динамики, сильный фоновый шум и простое, мутное на низах и грязноватое на верхах звучание. Получается, что такие решения не способны раскрыть все краски музыки.
Во время тестирования мы использовали флагманский плеер FiiO X7-II, который подключался к ПК в режиме USB-ЦАП. Прирост в качестве относительно встроенного в материнскую плату кодека трудно не заметить — и он тем больше, чем лучше используемые наушники.
В полноразмерных Fostex T50RP звук приобретает мощь, размах и отличный контроль. Бас уходит «вглубь», становится более динамичным и оформленным. Эмоции на средних частотах наконец передаются в полном объёме — голоса вокалистов становятся глубже и обогащаются тембрами. Благодаря отличной проработке планов и широкой стереопанораме инструменты больше не теснятся в одной точке, а чётко локализованы в пространстве. Кстати, достоверная передача голосов и объёма работают на атмосферу в фильмах и сериалах, способствуя эффекту погружения. Высокие частоты тоже демонстрируют качественный рост, вырвавшись из-за вуали шума и искажений, которыми их сдабривает встроенная звуковая карта.
Однако по-настоящему оценить разницу удалось в качественных арматурных наушниках Audio-Technica ATH-IM02. Из-за высокой чувствительности и повышенных требований к выходным характеристикам источника их невозможно слушать с большинством ПК с недорогими материнскими платами и встроенными в них кодеками — фоновый шум по уровню практически равен звуковому сигналу. При подключении FiiO X7-II как USB-ЦАП эти внутриканальные наушники реализуют весь свой потенциал, выдавая невероятно скоростное, очерченное и детальное звучание. Их способности пригодятся, если ваш жёсткий диск забит композициями в формате FLAC, однако прирост ощутим даже при просмотре YouTube и прослушивании онлайн-музыки.
Для чистоты эксперимента в тестировании также поучаствовал MacBook Pro 2015 с неплохим встроенным звуком. Разница при использовании с ним плеера уже не настолько ошеломительная, но по-прежнему бросающаяся в глаза — всё же ноутбук не позиционируется как качественное аудиоустройство. И если с запасом мощности у него дела обстоят неплохо, то проработка краёв частотного диапазона у FiiO X7-II заметно лучше. Кстати, при таком использовании плеер одновременно заряжается по USB. Это не имеет значения на стационарном компьютере, работающем от сети, однако при подключении к ноутбуку стоит внимательнее следить за состоянием аккумулятора.
Выводы
Функцию USB-ЦАП поддерживают все новые плееры FiiO, начиная с бюджетного X1-II. Каждый из них позволяет улучшить звук среднестатистического ПК, при этом качественный отрыв будет увеличиваться от модели к модели. FiiO X3-III звучит лучше, чем кодеки в дорогих материнских платах, а FiiO X5-III и X7-II вполне могут заменить даже профессиональную аудиокарту.
Hi-Fi плееры с функцией USB-ЦАП — универсальное аудиорешение, с которым можно получить хороший звук дома, на улице и в офисе от любого компьютера или ноутбука.
И это не просто модное увлечение любителей цифрового звука, а действительно серьёзный способ получения достойного цифрового источника (даже и высококачественного, при определённых условиях) в виде связки компьютер+ЦАП.
Правда, некоторую неопределённость вносит вопрос: почему же производители музыкальных серверов/цифровых проигрывателей класса high-end устанавливают на свои изделия цифровые выходы S/PDIF (RCA, BNC, оптический) и AES/EBU (XLR), а не используют возможности популярного интерфейса USB? Постараемся прояснить ответ на этот вопрос.
В передаваемых через USB-соединение пакетах данных, кроме данных, соответствующих звуковой информации, присутствует также информация конфигурирования, управления и состояния.
Однако этот тип USB-соединения не мог обеспечить высокое качество звука, так как вызывал повышенный уровень джиттера. Кроме этого, преобразователи с USB-входом на базе микросхемы PCM270x, действующие в адаптивном режиме, могли работать с частотами дискретизации не выше 48 кГц и разрядностью до 16 бит, то есть могли обеспечить качество уровня компакт-диска, но не высокого разрешения.
После нескольких этапов развития технологии передачи цифрового звука через USB в 2004 году компанией Wavelength Audio (США) был выпущен первый ЦАП, использующий асинхронный тип передачи данных. Преобразователь и необходимое для его работы ПО под названием Streamlength были разработаны Гордоном Ранкиным (Gordon Rankin). С тех пор асинхронный тип работы USB-интерфейса утвердился как основной для передачи музыкального сигнала от компьютера к ЦАПу, а ПО Streamlength для асинхронного USB используется во многих высококачественных ЦАПах, в том числе таких компаний, как Ayre, Aesthetix, Grace Design, Berkeley Audio Design и др. В настоящее время большинство выпускаемых цифроаналоговых преобразователей, которые оснащены интерфейсом USB для соединения с компьютером, работают по такому принципу.
В отличие от адаптивного, асинхронный тип работы USB-интерфейса для передачи звука является технически более совершенным, т.к. при его реализации происходит не только передача пакетов данных от компьютера к ЦАПу, но и осуществляется обратная связь с компьютером таким образом, чтобы управлять процессом этой передачи данных. Компьютер и ЦАП работают в этом случае согласованно, как связанные устройства.
Интересно, что асинхронный USB был выполнен на основе микросхемы TAS1020B, которая выпускалась одновременно с упомянутой PCM270x. USB-контроллер TAS1020B представляет собой интегральную схему с USB-трансивером, микропроцессором, буфером памяти и интерфейсом I 2 S для подключения к микросхеме цифроаналогового конвертора. В качестве примера на рис. 1 представлена блок-схема ЦАПа на базе USB-контроллера TAS1020B.
Зачастую, при приобретении стереосистемы, встает вопрос экономии. Что делать, если на колонки, усилитель и цифро-аналоговый преобразователь бюджет нашелся, а на стример нет? Ничего страшного, эта статья поможет вам «запустить» систему, введя в нее компьютер как источник музыкального сигнала!
1. USB-интерфейс – «наше все»
Перед приобретением цифро-аналогового преобразователя (или интегрального усилителя с ЦАП’ом «на борту») озаботьтесь наличием у модели USB-интерфейса. Важный момент – USB-порт должен быть type B и допускать прием аудио-сигналов, а не служить только для апдейта прошивки с флешки (type A). Именно стриминг музыки с РС по USB-кабелю на сегодня является самым распространенным. Варианты с подключением через домашнюю сеть потребуют создания выделенного UPnP-сервера и наличия отдельного стримера для цифро-аналогового преобразователя (рассказ об этом – дело отдельного материала).
2. Mac OS X или Windows?
Очень много копий сломано на эту тему, четкие выводы так и не сделаны. Mac OS X проще, так как в набор операционной системы уже включены все необходимые драйверы. Windows гибче и проще кастомизируется. Оставайтесь на той операционной системе, к которой вы привыкли.
3. Подключаем ЦАП
Для проверки функционирования выберите ваш ЦАП после подключения в настройках аудиоустройств операционной системы и убедитесь в том, что все работает. Однако, мы не рекомендуем использовать такие варианты подключения и организовывать работу через встроенные плееры ОС. Читайте далее, какой софт-плеер выбрать.
4. Оптимизируем систему
Если у вас ОС Windows, то осуществляем следующие шаги:
— Отключаем системные звуки;
— Устанавливаем режим работы процессора Performance и назначаем работу в Background Services;
— Меняем параметры питания на «Высокую производительность»;
— Отключаем фоновые приложения и убираем их из Автозагрузки;
— Отключаем обновления системы;
— Отключаем брандмауэр Windows и антивирусные приложения;
— Отключаем анимацию окон;
— Отключаем хранитель экрана;
— Отключаем управление питанием по шине USB;
— Дефрагментируем жесткий диск;
— Отключаем контроль учетной записи пользователя;
— Отключаем быструю загрузку;
— Отключаем Bluetooth;
— Устанавливаем все последние обновления.
Если у вас MacOSX:
— Отключаем все параметры экономии энергии;
— Отключаем Bluetooth;
— Отключаем защиту File Vault.
Важно! Все описанные операции действительны для РС, выделенного только под воспроизведение музыки; если же вы используете персоналку и для работы, нужно настроить профили переключения для разных сценариев. Так как работа на «оптимизированном» (по схеме выше) компьютере в Сети будет небезопасной!
5. Выбираем софт-плеер
Мы рекомендуем использовать Roon – этот плеер не только обеспечивает выдающееся звучание, но и умеет автоматически каталогизировать всю вашу медиатеку – и делает это с потрясающей точностью распознавания. Получившейся коллекцией управлять исключительно удобно. В Roon можно также подключись ваши аккаунты в Tidal и других потоковых сервисах, а возможности DSD-плеера позволяют использовать самые продвинутые алгоритмы апсемплинга.
6. Качественный кабель – залог успеха
Не пожалейте средств на качественный USB-соединитель – эти кабели очень важны. В USB-интерфейсе используются два протокола: Bulk (или варианты Control, Interrupt) – он гарантирует доставку, но не гарантирует задержку сигнала и его полосу (применяется для передачи файлов на PC. И Isochronous – в данном случае, наоборот, гарантируется задержка сигнала и его полоса – но не гарантируется доставка. В музыкальных приборах обычно применяется последний вариант – а это значит, что влияние USB-кабеля на звук ничуть не будет отличаться от другого кабеля в системе.
7. Питание столь же важно, как и система
На рынке достаточно систем апгрейда питания для РС – дело в том, что импульсные блоки питания и хороший звук – вещи прямо скажем, несовместимые. По возможности доукомплектуйте компьютер качественным линейным блоком питания – скажем, компания Uptone выпускает соответствующие моды для Apple MacMini.
8. Вибрации - зло
Следующий шаг – подавление вибраций, неизбежно возникающих в процессе работы. Для этого можно использовать антивибрационные ножки и специальные опоры.
9. Рум-коррекция стала реальностью
Проще всего для подавления комнатных модов использовать систему Dirac Live – этот комплекс ПО при наличии USB-микрофона идеально «откалибрует» АЧХ под ваш зал.
10. Передискретизация иногда может быть полезной
Хотя мы и не любим вмешательства в аудиосигнал, иногда повышение частоты дискретизации может дать неплохой результат. При наличии мощного процессора на вашем РС, конечно. В плеере Roon есть соответствующая настройка – экспериментируйте!
Переход на USB-C – плохо это или хорошо? Почему он происходит и что несет любителям послушать музыку со своего мобильного устройства?
Вполне возможно, что следующий смартфон, который вы купите, будет поддерживать передачу аудио по USB-C, даже если у него сохранится «обычный» разъем 3.5 мм. А значит, вскоре появится больше наушников с кабелем USB-C, потому что все именно так и работает: добавьте поддержку чего-либо – и компании начнут это производить. Однако использование нового разъема для аудио вызывает массу сомнений и вопросов, как этот опыт будет отличаться от того, что у нас был на протяжении многих лет.
Порт новый, детали те же
Аудиоконтент любого типа может проигрываться на наших смартфонах благодаря слаженной работе ряда особых деталей. Переход от 3.5 мм к USB-C ничего в этом плане не изменит. Однако могут сильно измениться сами детали.
Для того, чтобы превратить файлы на вашем смартфоне в звук, вам потребуются цифроаналоговый преобразователь, усилитель и динамик(и). Динамики за счет вибраций создают волну, которая воздействует на наши барабанные перепонки, а работа их движущихся частей возможна за счет электромагнетизма. Эта волна соответствует тому, что называется аналоговым сигналом, а разновидности этого сигнала представляют собой звуки различного тона. Итак, волновая природа сигнала заставляет вибрировать динамик, эта вибрация порождает волны, которые посылаются на наши барабанные перепонки, а те, в свою очередь, вибрируют в нашей голове, производя звук. Если отбросить биологическую составляющую вопроса, все действительно происходит вот так вот просто. Если вы взглянете на график колебаний аналогового звука и услышите сами звуки, то прекрасно увидите, как эти вещи связаны.
Файлы в вашем смартфоне или файлы, которые передаются через интернет, имеют цифровую природу. Это означает, что это всего лишь кучка единиц и нулей, собранных вместе так, чтобы компьютер мог их прочесть и знал, что с ними дальше делать. Цифровые файлы сами по себе не имеют никакой волновой природы, которая позволила бы динамикам производить звук. Поэтому нам требуется что-то, чтобы конвертировать одно в другое.
Для того, чтобы взять записанное аудио в аналоговом формате, конвертировать его в цифровой формат, например, в файл.mp3, для хранения на компьютере, а затем конвертировать обратно в аналоговый вид для проигрывания, используются сложные алгоритмы. Данные должны попасть в ЦАП для перевода их в волны нужного вида и затем в усилитель, делающий волну достаточно сильной, чтобы она могла работать в наушниках. Для того, чтобы «создавать звук», ученые и инженеры применяют самые разные ухищрения, но описанный процесс необходим для каждого телефона, портативного аудиоплеера и каждого набора динамиков.
Смартфон, например, какой-нибудь LG V30, обладает очень хорошими ЦАП и усилителем, а также аудиоразъемом 3.5 мм. Приложение проигрывает файл, ЦАП преобразовывает его в аналоговый вид, усилитель усиливает сигнал, и все это передается через аудиоразъем 3.5 мм на те наушники, что вы воткнули в устройство. Любой смартфон, имеющий разъем 3.5 мм, работает абсолютно одинаково, неважно, насколько премиальным с точки зрения аудио он является. А вот смартфон, который использует для аудио разъем USB, может работать иначе.
Попробуем объяснить это на примере Bluetooth. Вам не требуется физически подсоединять к чему-то Bluetooth наушники, так что схема организуется иначе, хотя и задействуются в ней все те же элементы. В ваших Bluetooth наушниках есть свои собственные встроенные ЦАП и усилитель. Цифровой файл передается с вашего смартфона, а все преобразования происходят прямо у вас на голове. На первый взгляд это выглядит сложно, но на самом деле – не особо. Происходит точно такой же процесс, разница только в том, где находятся его компоненты. Однако давайте перейдем к USB.
Если вы используете активные наушники или адаптер, аудиосигнал, который передается через порт USB, остается в цифровом виде. Это означает, что ЦАП и усилитель находятся внутри наушников или донгла и преобразование происходит там, а не в смартфоне.
Это может вызвать определенные проблемы. Вам нужно удостовериться, что вы используете правильное сочетание гаджетов. Если у вас пассивные наушники или адаптер, ваш смартфон должен поддерживать работу в режиме аналогового аудио, а многие его не поддерживают. И загвоздка в том, что большая часть донглов, адаптеров и наушников никак не маркированы на предмет своей «активности» или «пассивности», нигде не обозначено, как они сделаны.
Pixel 2 имеет встроенный ЦАП в своем чипсете Snapdragon 835 от Qualcomm, однако не поддерживает работу в режиме аналогового аудио. Это значит, что вам потребуются активные наушники или адаптер, такие как донгл, который идет в комплекте. То же самое с HTC U11 и Essential Phone, а единственным смартфоном с поддержкой USB, в котором был заявлен режиме аналогового аудио, был LeEco Le Pro3. Тем не менее, все они должны поддерживать активные наушники или адаптер.
И еще одно: не все аудиоаксессуары с USB работают со всеми смартфонами, поскольку не все производители используют несколько дополнительных проводов USB-C соединения для внедрения дополнительных функций, как сделала HTC в наушниках к U11 для обеспечения активного шумоподавления.
Так что прежде чем купить какие-либо USB-C наушники или адаптер, убедитесь, что они работают с вашим смартфоном
USB-C – лучше или нет?
Ответ – да, но вместе с тем и нет. Реальный звук не улучшается просто от замены порта. Как говорилось выше, вам по-прежнему нужны все те же детали, и производители вольны выбирать среди них как топовые, так и бюджетные. USB-C ничего не меняет, кроме способа подключения.
Но есть и некоторая польза. Стандарт USB Type-C 1.0 был представлен на USB-IF (USB Implementers Forum) в 2014 вместе со спецификациями стандарта USB 3.1. Хотя они и не являются обязательными, у USB-C есть множество фишек, касающихся соединения и подключения. Порт USB-C может поддерживать одновременно следующие функции:
- Режим аналогового аудио. Для пассивного аудио или передачи звука.
- Альтернативные режимы. Требуется несколько дополнительных проводов для USB соединения, обеспечивающего прямую передачу на устройство-хост для альтернативных протоколов передачи данных. На 2016 год включает протоколы Thunderbolt, DisplayPort, Mobile High-Definition Link (MHL) и HDMI.
- Billboard Device Class. Отвечает за передачу данных об альтернативных подключениях или же попросту за передачу информации о подключенных устройствах (с обеих сторон).
- Стандарт Audio Device Class 3. Передает аналоговую или цифровую (или и ту и ту) аудиоинформацию через порт.
- USB Power Delivery. Не только обеспечивает быструю зарядку по USB, но и поддерживает DRP (Dual Role Power) для быстрой зарядки вашего смартфона и обеспечения питания подключенного устройства одновременно.
Спецификации USB Type-C не требуют этих функций, но они поддерживаются. Это означает, что с портом USB-C в вашем смартфоне вы можете гораздо больше, чем просто слушать музыку или заряжать его – конечно, в случае, если компания захочет внедрить какой-то из этих дополнительных режимов. Некоторые из них выглядят классно: HDMI или DisplayPort подразумевает, что вы можете подключить свой телефон к аудиосистеме и наслаждаться качественным звуком и изображением на большом экране. И заряжать его, и отправлять данные, и заряжать другой USB-C аксессуар при помощи нужного кабеля – и все это одновременно.
Android наряду с Chrome, Windows, macOS и Linux полностью поддерживают стандарт USB Type-C. И несмотря на то, что звук вовсе не обязательно улучшится, вам могут быть доступны очень полезные функции.
Он уже здесь
Похоже, что ряд смартфонов, например, V-серия от LG, в ближайшее время сохранят разъем 3.5 мм. Это хорошая новость для людей, обладающих аудиоаксессуарами старого стандарта и желающих, чтобы их смартфон выступал в роли классного аудиоплеера. Однако переход на USB-C в аудио уже произошел. И очевидно, что все носимые (и, возможно, самостоятельные) аудиоустройства будут использовать USB-C. А все потому, что это выгодно компаниям, производящим наши любимые гаджеты.
Отказавшись от 3.5 мм, вы больше не обязаны делать свои смартфоны такими же толстыми, как раньше, плюс вы выигрываете несколько квадратных сантиметров на плате для размещения других компонентов. С развитием искусственного интеллекта и машинного обучения на плате требуется место для множества мелких деталей, и теперь это место можно выгадать. Сам по себе разъем под наушники не особо дорог (хотя каждый цент играет роль), но если компания обеспечит устройство режимом аналогового аудио в USB-C подключении, то ей не нужно будет разрабатывать, изготавливать и внедрять какой-либо усилитель сигнала. Это может составить существенную экономию при производстве смартфонов от начала до конца.
Кому-то из нас будет не хватать разъема 3.5 мм. Кто-то привязан к любимым наушникам гораздо больше, чем к плееру или смартфону. Но в конечном итоге выиграют пользователи, если компании предпочтут внедрять полноценный USB-C. А более умное и быстрое подключение – это, безусловно, хорошо.
Читайте также: