Можно ли подключить звук через usb

Обновлено: 05.07.2024

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.

Аналоговое у вас устройство или цифровое? Вы не узнаете, пока оно не сломается.

Производители смартфонов: пришла пора послушать нас, когда мы говорим, что надо вернуть 3,5 мм разъём для наушников обратно на телефоны, по крайней мере, пока вы не разберётесь с работой USB-C. Понаподключав кучу всяких USB-C донглов и наушников к горе USB-C телефонов, я обнаружил, что в целом в этой области творится бардак, особенно если брать наушники сторонних производителей. И вот, почему.

Почему нельзя подключить любое USB-C устройство к любому телефону

Первая проблема – отсутствие базовой совместимости. К примеру, если взять USB-C донгл, шедший в комплекте с Motorola Z2 Force или Sony Xperia XZ2, то он не будет работать с Google Pixel 2 XL, Samsung Galaxy S8 или OnePlus 6.

При этом донгл из комплекта Pixel 2 XL будет работать со всеми перечисленными телефонами, как и наушники, которые идут в комплекте с Huawei P20 Pro.

Но если взять донгл из коробки с Huawei P20 Pro и подключить его к Pixel 2 XL, в результате ничего не выйдет.

И, да, наушники из комплекта HTC U11 тоже не заработают на многих телефонах. При таких делах иногда хочется просто растоптать наушники или донгл.

Наушники Libratone Q ADAPT на телефонах, отличающихся от Pixel 2 XL, работают только для прослушивания музыки, но не для телефонных звонков.

Почему ваш USB-C донгл, скорее всего, не будет работать

Эти несовместимости, судя по всему, появились из-за того, как каждый производитель телефонов реализовал на практике донглы и идущие в комплекте наушники. Ключевой компонент – наличие в наушниках ЦАП, цифро-аналогового преобразователя. ЦАП, как ясно из названия, преобразует цифровой аудиосигнал в аналоговый.

Большая часть опробованных мною донглов из комплекта к телефонам – от Lenovo, Sony, и Huawei – не имеет ЦАП. Они полагаются на встроенный в телефон ЦАП, который будет преобразовывать сигнал в аналог перед тем, как выдавать его на наушники через USB-C. Эти телефоны работают с USB-C портом как с 3.5 мм разъёмом для штекера, сделанным в виде USB-C, поэтому эти аналоговые устройства нельзя в полной мере называть USB-C-донглами.

Исключение составляет один из виденных мною донглов, идущий в комплекте с Google Pixel 2 XL. В него встроен ЦАП, получающий цифровой сигнал от телефона. Поскольку это, по сути, USB-аудио устройство (класс USB-устройств, работающих там, где есть USB), он работает практически одинаково на всех телефонах, где я его пробовал. Такие устройства можно считать цифровыми USB-C донглами.

Спасибо, Google. Мне прям срочно был нужен донгл на замену, но сейчас он обычно весь распродан.

Большинство производителей телефонов не включают в комплект цифровые USB-C донглы с ЦАП. Почему? Думаю, из-за стоимости – об этом знает каждый, кто помнит яростную критику планов Google продавать цифровые USB-C донглы по $20. (Если вам нужна такая штука, её можно купить по более разумной цене в $9 [автор пишет про $9, но по ссылке я вижу цену в $12 / прим. перев.]).

Подключите аналоговый или пассивный USB-C аудиоадаптер или наушники в Google Pixel 2XL, и вы ничего не услышите

Отсутствие единообразия USB-C

Разочаровывает во всём этом отсутствие единообразия и логики. Почему аналоговый USB-C донгл не работает на Pixel 2XL или OnePlus 6, если оба телефона (по крайней мере, их версии для США) основаны на Qualcomm Snapdragon 835 и Snapdragon 845, в оба из которых должен входить ЦАП компании Aqstic?

В защиту Google скажу, что представитель компании сообщил нам, что они просто следуют правилам. Хотя аналоговое аудио можно передавать по USB-C, оно не входит в спецификации для наушников. Это, возможно, было бы удобно, но в требованиях этого нет, так что, извините!

Что раздражает ещё больше, так это то, что несколько телефонов работают с цифровым донглом от Pixel 2 XL, но только если включить в системе USB storage. Ага, очень интуитивно. Ещё хуже, что это нужно делать каждый раз при вставке наушников или донгла.

LG G7 с цифровыми наушниками от Huawei P20 Pro не работает, пока не включишь передачу данных по USB – каждый раз после подключения

Однако надежда есть.

В комплекте с Huawei P20 Pro идут как цифровые наушники, так и аналоговый донгл. Вы можете запутаться, пытаясь использовать аналоговый донгл где-то ещё, но P20 Pro просто работает. Он даже сообщает вам о том, что именно происходит, неважно, какое в него воткнуто устройство.

С идущими в комплекте цифровыми наушниками он просто работает. Если вы осмелеете и подключите адаптер стороннего производителя, например, цифровой донгл от Pixel 2XL, вы получите предупреждение – но он всё равно будет работать, и автоматически подавать на него питание. Никаких проблем не будет и с аналоговым донглом.

Полезная информация от Huawei P20

Пытаясь разобраться, какие телефоны что делают, и какие донглы и наушники с чем поставляются, я вывел определённые закономерности.

Телефоны с 3.5 мм и USB-C

Большая часть телефонов (например, LG G7, Samsung Galaxy S8), имеющих USB-C и аналоговые аудиоразъёмы 3.5 мм работают с цифровыми наушниками и донглами. Однако большая часть из них принуждает вас включать передачу файлов по USB-C после подсоединения. Но это лучше, чем вообще не работающий телефон, когда вы находитесь в самолёте и хотите послушать музыку. Почти ни один телефон не поддерживает аналоговые донглы, но поскольку у них есть аудиоразъём, они и не нужны.

Телефоны только с USB-C

На телефонах, избавившихся от разъёмов 3.5 мм, аналоговые донглы работают почти всегда. К примеру, Huawei P20 Pro работает, как надо. Sony Xperia XZ2 тоже прекрасно работает с аналоговыми донглами, как и Lenovo Z2 Force (у обоих в комплекте есть аналоговый донгл).

Однако…

Я столкнулся с исключениями,– и уверен, что их гораздо больше, — куда входят Google Pixel 2 XL и новый Razer Phone. В них вообще нет аналоговой передачи. И если Google отправляет вас на сайт, где можно купить цифровой аксессуар, то Razer Phone даже не удосуживается сообщить, почему у вас нет аудио.

Старый добрый аналоговый разъём для наушников просто работает

И проблема будет только шириться, когда люди будут обновлять свои устройства и количество USB-C наушников и донглов будет расти. Ведь, признайтесь: телефон вы можете продать или отдать, но наушники или донглы, скорее всего, оставите себе.

Эх, если бы только у нас была практически универсальная технология или порт, которая работала бы именно так, как от неё ожидают… Хмм…

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: