Аудио устройство usb что это

Обновлено: 07.07.2024

Как только начали появляться слухи об отказе от разъема 3,5 мм в смартфонах iPhone 7, некоторые крупные и мелкие производители выпустили свои устройства без этого традиционного порта. Мотивируется это тем, что без 3,5-миллиметрового аудио-джека смартфоны с планшетами будут тоньше, да и качество звука в наушках с USB Type-C куда лучше. Но правда ли это? Мы постарались разобраться в нашей статье.

Содержание

В мобильной индустрии и вообще в сфере электроники назревает мнимая революция. Крупные компании хотят отказаться от традиционного порта 3,5 мм для подключения наушников и других аудио-аксессуаров. Компания Cirrus Logic, которая поставляет ЦАПы и кодеки, уже подготовила свою платформу для перехода на USB-аудио. Сами производители наушников пока не спешат переходить на новый разъем. Осенью Apple с большой вероятностью представит iPhone 7 без порта 3,5 мм. А нужно ли оно обычному пользователю?

Как дела обстоят сейчас

Прежде чем говорить о USB-аудио, стоит рассказать об устройстве звуковой подсистеме в нынешних смартфонах, по крайней мере в большинстве из них. Типичное мобильное устройство на своей материнской плате имеет так называемый аудио-кодек. Это маленький чип, в котором находятся цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и усилитель. Все звуковы сигналы обрабатываются в этом кодеке.

Выделено светло-зеленым: аудио-кодек Apple/Cirrus Logic на плате iPhone 6S

Аудио-кодек в основном установлен отдельно от процессора и других компонентов на плате смартфона. ЦАП отвечает за исходящие аудио-сигналы (звуки в наушниках и динамиках), АЦП преобразует аналоговый сигнал с микрофонов в цифровой, передавая его в процессор. Усилитель, как можно понять из названия, усиливает мощность аудио-сигнала, чтобы он нормально звучал в динамиках, наушниках и других аксессуарах. Все это работает таким образом: процессор отправляет цифровой сигнал в кодек; там он преобразуется в аналоговый и усиливается, после чего отправляется напрямую в наушники через 3,5-миллиметровый порт. Наушникам остается только привести в движение драйверы, чтобы создать звук.

Комбинация из ЦАПа ES9018K2M и усилителя OPA1612 в Meizu MX4 Pro

Большинство производителей используют дешевые аудио-кодеки от Qualcomm, но некоторые компании закупают чипы у Cirrus Logic и Wolfson. Последние славятся высоким качеством звучания, которое выдают их кодеки. Причем с каждым годом чипы совершенствуются и становятся лучше, приближаясь к качеству отдельных плееров. Говоря о качестве звука, стоит вспомнить о некоторых смартфонах, которые позиционируются как источники студийного звучания. В них зачастую устанавливают кодеки с поддержкой более высокой частоты дискретизации и отдельный усилитель. Последний не только повышает качество звука, но также прокачивает наушники с высоким импедансом. Среди таких смартфонов: Meizu MX4 Pro, Highscreen Boost 3, аппараты линейки HTC BoomSound.

Чем хорош порт 3,5 мм:

Коннектор небольшой по габаритам.
Коннектор универсальный — вставлять можно как угодно и даже вслепую.
Используется в большинстве современной электроники.
Совместимость с профессиональным портом 6,2 мм через универсальные переходники.
Практически все наушники делаются под разъем 3,5 мм.

Как будет с USB

В случае с использованием USB Type-C или Lightning в качестве портов для передачи аудио-сигнала ситуация сильно меняется. Процессор отправляет цифровой сигнал прямо через USB в наушники, где присутствует тот же самый аудио-кодек с ЦАП, АЦП и усилителем. Наушники или любой другой аксессуар должен преобразовать цифровой сигнал в аналоговый, чтобы воспроизвести его. Таким образом, любые наушники должны иметь аудио-кодек, который располагается зачастую в самом коннекторе USB, либо на проводе — в элементе с кнопками управления воспроизведением.

Система аудио-кодека в наушниках, которую предлагает Cirrus Logic

При этом ЦАП и АЦП все-таки останутся в конструкции устройств, но эти элементы не будут задействованы в передаче звука на наушники.

Для обычного пользователя USB-аудио будет больше минусом, чем плюсом. Компании Intel и Cirrus Logic планируют рекламировать переход на USB и Lightning лучшим качеством звука. В теории это действительно может быть правдой. Усилитель и ЦАП, которые находятся ближе к самим драйверам в наушниках, могут выдать более интересное звучание. В частности, должен снизиться уровень шумов. Это будет достигаться за счет того, что по USB можно передавать энергию аккумулятора, необходимую для полноценного подавления шума.

Большинство плюсов в переходе от 3,5 мм на USB актуальны для самих производителей устройств. Им больше не нужно будет задумываться об аудио-характеристиках своего смартфона или планшета. Теперь обо всем будут заботиться производители наушников. Последние, кстати, получат больше возможностей для продвижения и рекламы своих аксессуаров. Каждый сможет выделиться, установив качественный ЦАП и усилитель в свои наушники.

Мобильные устройства в теории должны стать дешевле, ведь они лишатся аудио-кодеков. Однако вряд ли производители снизят цену в ущерб себе. Также смартфоны станут очень тонкими без порта 3,5 мм. Достаточно только взглянуть на новые Moto Z, которые лишились традиционного порта, а толщина их корпуса составляет всего 5,19 мм.

Чем может быть хорош USB / Lightning для аудио:

Лучшее качество звука (в теории).
Возможность тонкой настройки цифрового сигнала с помощью приложений.
В будущем может также заменить HDMI, то есть USB станет универсальным стандартом для аудио и видео.
Смартфоны и планшеты могут стать тоньше и дешевле.
Производители наушников начнут активно конкурировать между собой.

Что плохого в USB-аудио

Первый недостаток, который приходит пользователю в голову,— это невозможность одновременно слушать музыку и заряжать устройство. Конечно, в теории китайцы могут придумать какой-нибудь «двойник» для прослушивания музыки и зарядки одновременно, но это будет неудобно и вряд ли вообще до такого дойдет.

Наушники определенно станут дороже, так как крупным компаниям нужно будет создать новую конструкцию, закупить аудио-кодеки и собрать это все на заводе. Именно из-за сложности конструкции Bluetooth-гарнитуры всегда такие дорогие. То же самое произойдет с обычными наушниками. В то же время смартфоны вряд ли подешевеют.

Переход на USB если и состоится, то он будет проходить очень медленно. Консервативные производители устройств класса Hi-Fi вряд ли оценят идею и мелкие производители устройств тоже. Таким образом, большинство техники будут несовместимо с USB-аудио.

Те, кто не захотят менять свои наушники на свежие с коннектором USB или Lightning, все равно будут вынуждены потратиться на переходник, если они хотят использовать аксессуар с новым смартфоном.

Примечательно, что устройства с iOS уже давно могут передавать аудио через Lightning. То же самое умеют смартфоны и планшеты под управлением Android 5.0 Lollipop и новее. Но кто этим пользуется? Если такие люди есть, то их единицы. Однако компании все равно хотят протолкнуть эту идею.

А как поживает Bluetooth?

Если эра раздора в сфере портативного аудио все-таки наступит, то на помощь могут придти Bluetooth-наушники. В течение долгого времени эти аксессуары были неприемлемы для прослушивания музыки — их разве что использовали для звонков и подкастов. Однако за последние несколько лет появились технологии LDAC и aptX, которые позволяют передавать аудио-сигнал по Bluetooth без потерь. Да, беспроводные наушники и гарнитуры все еще не ровня обычным проводным, но их можно рассматривать как альтернативу, ведь они совместимы практически со всеми устройствами.

Однако у них есть один большой недостаток — их тоже нужно заряжать, ведь у них есть свой аккумулятор. У многих людей есть несколько смартфонов и еще планшет, поэтому дополнительное устройство для зарядки может стать обузой.

Что в итоге?

Можно сказать точно, что очередная революция от Apple не пройдет так гладко, как отказ в Mac или уменьшение размера SIM-карт. Большинство людей уже привыкли, что говорим наушники — значит имеем ввиду порт 3,5 мм. Переход будет болезненным, медленным и нежеланным. Нужно ли это? Обычному пользователю определенно нет, а большим компаниям — да.

Те люди, которые устанут от проводов, наверняка сделают выбор в пользу Bluetooth. Это определенно будет верным решением.

В индустрии электроники наверняка образуется раскол, ведь некоторые производители аппаратуры класса Hi-Fi не захотят переходить на USB, в то время как компании вроде Apple будут активно продвигать эту идею.

Хочу ли я лично перехода на USB? Определенно нет и вряд ли я куплю устройство без порта 3,5 мм. А что об этом думаете вы? Мы открыли отдельное голосование по этому поводу.

Что такое звуковая карта ЮСБ

Я помогал другим людям устанавливать звуковые карты ЮСБ на свои компьютеры и ноутбуки, так что у меня есть некоторый опыт. Поэтому вы в этом убедитесь, прочитав эту статью, действительно, вам не о чем беспокоиться. Так что давай продолжим, ладно?

Как работает звуковая карта ЮСБ?

Как вы, возможно, уже знаете, компьютер использует “1’s” и “0’s”, известные как биты. Каждый файл на вашем компьютере представляет собой набор организованных, определенным образом битов. В аудио файлах, также используются биты, и звуковая карта ЮСБ преобразует их в звуки, которые мы можем слышать и понимать.

Звуковая карта ЮСБ выполняет цифро-аналоговое преобразование. Мы не можем слушать музыкальное произведение в цифровом формате. Мы можем слышать только аналоговые звуки. Таким образом, звуковая карта ЮСБ обрабатывает биты звука и преобразует их, чтобы мы могли слышать их через динамики или наушники.

Внутри звуковой карты ЮСБ есть усилитель. Когда происходит начальное цифро-аналоговое преобразование, аналоговые волны очень слабые и требуют усиления, чтобы они были слышны для нас. Таким образом, усилитель внутри звуковой карты ЮСБ подает питание на эти небольшие аналоговые волны, чтобы сделать их намного больше для вывода на динамики или наушники.

Звуковая карта ЮСБ также преобразует аналоговые сигналы в цифровые. Вы можете подключить микрофон к звуковой карте, а затем создать аудио файл своего голоса на компьютере. Компьютер не может работать с аналоговыми волнами, поэтому должен происходить процесс цифрового преобразования. Ваша звуковая карта ЮСБ делает все это возможным.

Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи в звуковой USB-карте работают очень быстро, и нам кажется, что все это происходит в режиме реального времени. Эта технология используется и для других приложений, таких как телекоммуникации. Ваш мобильный телефон преобразует цифру в аналоговую и наоборот.

Настройка звуковой карты ЮСБ

Доступно несколько различных типов звуковых карт ЮСБ. В своей простейшей форме они представляют собой небольшую коробку с кабелем USB с двумя разъемами 3,5 мм для наушников и микрофона. Вы также можете приобрести звуковую карту USB, которая напоминает систему Hi-Fi с динамиками, графическим эквалайзером и многим другим.

Неважно, какая у вас звуковая карта ЮСБ, процесс настройки будет аналогичным. У большинства звуковых карт ЮСБ есть установочный диск, содержащий файлы драйверов, необходимые для правильной работы устройства. Запустите установочный диск перед тем, как вставить звуковую карту ЮСБ в свободный порт USB.

После того, как установочные файлы будут настроены, вы можете подключить звуковую карту ЮСБ. Если вы не получили установочный компакт-диск со звуковой картой ЮСБ, перейдите на веб-сайт производителя, найдите там последние установочные файлы и загрузите их. В Windows есть драйверы для звуковых карт, но не все.

Как только вы подключите звуковую карту ЮСБ, она сразу же заработает, если, конечно вы использовали правильные установочные файлы. Вы можете проверить, все ли в порядке, зайдя в панель управления и выбрав «Оборудование и звук». Перейдите в «Управление аудио устройствами» и проверьте, отображается ли ваша звуковая карта ЮСБ и включена ли она.

Преимущества звуковой карты ЮСБ

По сравнению с установкой и настройкой обычной звуковой карты на вашем компьютере, звуковые карты ЮСБ имеют следующие преимущества:

Легкая установка

Установить звуковую карту ЮСБ действительно просто. Вам не нужно снимать крышку с компьютера и вставлять как обычную карту в слот на материнской плате. Это всего лишь вопрос использования свободного USB-порта, установки правильных файлов драйверов и подключения устройства

Если вы не являетесь опытным компьютерным специалистом, то открыть свой компьютер для установки звуковой карты может быть непросто. Кроме того, существует вероятность статических ударов, которые могут серьезно повредить материнскую плату и другие компоненты.

Звуковые карты ЮСБ компактны и портативны

Большинство звуковых карт ЮСБ довольно маленькие, и их можно брать с собой куда угодно. Если у вас более одного компьютера без звуковой карты, вы можете использовать его на обеих этих машинах.

Вам нужно установить файлы драйвера только один раз. После этого ваш компьютер будет мгновенно распознавать звуковую карту ЮСБ каждый раз, когда вы ее подключаете.

Некоторые звуковые карты ЮСБ обеспечивают лучшее качество звука и часто их стоимость ниже.

Часто бывает, что современная звуковая карта ЮСБ создает лучший звук, чем обычная звуковая карта, которую необходимо установить в свой компьютер. К тому же они, как правило, значительно дешевле, чем традиционные звуковые карты.

Некоторые пользователи стремятся использовать звуковую карту ЮСБ для добавления объемного звука на свой ноутбук или компьютер, даже если у них уже есть звуковая карта. Это обусловлено тем, что установив ее, они могут получить лучшее качество звука от внешней звуковой карты ЮСБ.

Минимальные электрические помехи

Иногда внутренние звуковые карты страдают от электрических помех, вызываемыми другими компонентами компьютера. Такое влияние может, вероятно, оказать и звуковая карта ЮСБ.

Недостатки звуковой карты ЮСБ

Вы должны учитывать следующие недостатки звуковой карты ЮСБ по сравнению с обычной звуковой картой PCI-E:

Производительность и задержка

Звуковая карта PCI-E всегда будет обеспечивать более высокую производительность с меньшей задержкой, чем звуковая карта ЮСБ, поскольку она напрямую подключена к материнской плате компьютера.

Если на вашем компьютере запущены мощные аудио приложения, то лучшим вариантом может оказаться традиционная карта.

Карты USB могут быть дорогими

Если вы просто ищете обычную звуковую карту USB, то она вам обойдется значительно дешевле по сравнению с навороченной звуковухой. Но если вам нужно много дополнительных функций, вы можете в конечном итоге заплатить за звуковую карту ЮСБ больше, чем за звуковую карту PCI-E, которая имеет те же функции.

Вы постоянно используйте USB-порты

Если USB-порты на вашем компьютере очень важны, то постоянное использование одного из них для звука может быть не лучшей идеей

Вывод

Если вы хотите улучшить качество встроенного звука вашего компьютера, обязательно попробуйте звуковую карту ЮСБ. Простое такое устройство, может буквально изменить ваше впечатление от прослушивания.

USB Audio отвечает за подключение цифровых музыкальных приложений, и необходимо при прослушивании музыки в наушниках и использования компьютера в качестве источника. В данной статье мы отвечаем на вопросы ежедневного подключения наушников, усилителей, DAP и ЦАПов.

USB на Apple iPhones

Android представляет собой так называемый “открытый источник”. Его код свободно распространяется между разработчиками приложений и производителями телефонов. У Apple тоже есть сообщество разработчиков, но бизнес-модель Apple более проприетарна, чем у Android.

Проприетарный кабель lightning и соединение с источником питания компании Apple, на ряду с требованиями к конкретному чипу Apple, вынуждают использовать специальный кабель (Apple CCK) и такие приложения, как HK Player ONKYO или FLAC Player для загрузки музыкальных файлов высокого разрешения.

USB на Android

Компания Android, которая была приобретена компанией Google в 2005 г., выпустила свой первый SDK (комплект разработчика ПО) в конце 2007 г. Но платформа Android не поддерживала USB адио вплоть до июля 2012 года, когда была выпущена версия Android 4.1 Jelly Bean. Обновления и усовершенствования открытого кода требуют времени и длительного путешествия через сообщество разработчиков Android

ANDROID LOLLIPOP

До выхода версии ПО Android LolliPop 5.0 в 2014 году, единственным легким способом вывода цифрового звучания (музыки) на планшет Android или смартфон, было использование адаптера USB On-The-Go (OTG) и использование приложения USB Аудиоплеер.

Кабель ANDROID USB OTG

USB-кабели On-The-Go (OTG) имеют разные внутренние проводники, в отличии от стандартных USB-кабелей. OTG кабели способны сообщать устройствам Android, будет ли это устройство хостом или подчиненным для таких устройств, как цифровые аналоговые преобразователи (ЦАП) или усилители на другом конце кабеля.

USB музыка объединяет популярные ЦАПы и усилители

Цифровое музыкальное соединение и будущее Apple

До сегодняшнего дня все девайсы Apple утилизируют Lightning коннектор для USB A, воспроизводя в режиме USB Device Mode Audio. В этом типе подключения, ЦАП выполняет функцию USB-хоста, а устройство iOS работает как подчиненного устройство USB. Apple называет этот режим “USB Device Mode Audio”.

Многие из нас уже привыкли использовать периферийные аудиоустройства через USB вместо использования классического миниатюрного разъема на всю жизнь, причина этого в том, что через USB можно передавать гораздо больше данных. Но для USB-порта для воспроизведения звука необходимы определенные изменения в его архитектуре, которые мы знаем как USB. Аудио Класс.

Класс USB Audio очень популярен и также используется, потому что он поддерживается всеми операционными системами и, следовательно, платформами. Мы видим, что это используется в Windows, Linux, macOS и т. д. Таким образом, подключить устройство, совместимое с USB Audio Class, так же просто, как подключи и работай, без каких-либо дополнительных забот.

Стандарты USB Audio Class

У нас есть два разных стандарта, первый - USB Audio Class 1.0, который был предложен в 1999 году и основан на версии 1.0 стандарта USB.

Технические характеристики указывают; 24-битное стерео, двухканальное, дискретизация до 96 кГц.
За каждую миллисекунду пакет отправляется через порт USB, ограничение на размер пакета в стандарте USB составляет 1024 байта. USB Audio Class 1.0 отправляет 576 байт в миллисекунду, но гораздо более высокие частоты дискретизации не могут использоваться из-за ограничения на количество пакетов.

Качество звука изменяется от 24 бит до 32 бит, и можно получить частоту дискретизации как для воспроизведения, так и для записи до 192 кГц.
Разница в пропускной способности от USB 1 до USB 2 такова, в 40 раз больше, что можно записывать 60 одновременных каналов с таким же качеством, как в USB Audio Class 1.0, когда в предыдущей версии стандарта возможно было только 2 канала.
Он обратно совместим с версией 1.0 стандарта.

В высококачественных игровых наушниках с одним динамиком на канал используется вторая версия стандарта, которая предназначена не только для воспроизведения звука с более высоким качеством, но и для большего количества одновременных каналов.

Типы ЦАП в USB Audio Class

Хотя звук обрабатывается в цифровом виде, когда он обрабатывается в нашем компьютере как данные. Во время передачи на динамики он поступает в виде аналогового сигнала, который необходимо преобразовать с помощью преобразователя, преобразующего цифровой сигнал в аналоговый, или более известного под его английской аббревиатурой DAC.

Первый тип, синхронный USB-ЦАП: Это наихудшее качество, оно используется в недорогих продуктах, принимает пакеты данных по мере их поступления и наиболее подвержено сбоям в качестве звука.
Второй тип, адаптивный USB-ЦАП: Здесь тактовая частота ЦАП регулируется таким образом, чтобы была полная координация между отправкой и получением данных.
Третий тип, асинхронный USB-ЦАП: Самый продвинутый из всех и лучший, он имеет блок, который отмечает синхронизацию потока данных, что приводит к большей точности и позволяет избежать необходимости координации ЦП. Это тип ЦАП, который используется в продуктах высокого класса.

Любопытно, что если вы купили наушники с USB, вы увидите, что многие из них подключены не через USB, а с небольшой коробкой с мини-разъемом на одном конце и выходом USB на другой стороне. Что ж, эта коробка - не что иное, как очень дешевый ЦАП, поскольку обычно USB-порты ПК обычно не имеют встроенного ЦАП, поэтому необходимы специальные устройства, которые выполняют эту функцию.

В высококачественных наушниках с несколькими каналами, потому что это ненормально, что USB, который может передавать звук, включен в материнская плата ПК у них обычно есть ЦАП внутри них. В любом случае, если у вас есть звуковая карта, возможно, что некоторые из ее портов USB имеют встроенный ЦАП.

Не только для компьютеров

Смартфоны и планшеты также поддерживают USB Audio Class через свои USB-порты, но именно через USB-C и тому подобное, USB Audio Class 2.0 достиг таких типов компьютеров. Делает возможным не только воспроизведение, но и запись нескольких одновременных каналов через этот тип входного и выходного порта.

Постепенно порт мини-джек исчезает в пользу использования портов USB и т.п. Это означает, что со временем все USB-порты на планшетах и смартфонах будут иметь встроенные ЦАП. Более того, из-за высокого спроса на порт USB типа C с ЦАП, возможно, что порт USB со встроенным аудио ЦАП также стандартизирован на ПК.

Читайте также: