Как работают USB-наушники

Обновлено: 21.11.2024

USB-гарнитура представляет собой комбинацию микрофона и наушников, которая подключается через USB-разъем к компьютеру или другому устройству. Общими областями применения являются онлайн-игры или телефонная и видеотелефония через компьютер. Используя облачную телефонную систему и гарнитуру, компьютер становится полноценным телефоном, с множеством полезных дополнительных функций. Преимущество гарнитуры по сравнению с обычной телефонной трубкой заключается в том, что ваши руки свободны и доступны для других действий во время разговора. При подключении гарнитуры через USB-порт компьютеру не требуется аналоговый вход для микрофона или выход для динамика. Сама гарнитура адаптируется к цифровому стандарту USB. При подключении компьютер автоматически распознает USB-гарнитуру и устанавливает необходимые драйверы. Ручная установка пользователем обычно не требуется. Часто гарнитуры оснащены собственными регуляторами громкости и чувствительности микрофона. Профессиональные решения для телефонии также имеют собственную кнопку отключения звука или удержания вызова.

Различные варианты USB-гарнитур

USB-гарнитуры доступны в трех основных версиях. Гарнитуры с двумя наушниками и микрофоном на кронштейне обеспечивают стереофоническое воспроизведение и высокое качество звука. Кроме того, они ограничивают помехи от окружающего шума. Амбушюры можно прикрепить к оголовью или шейному креплению.

USB-гарнитуры с микрофоном и одним наушником на кронштейне позволяют пользователям воспринимать окружающий шум, их немного удобнее носить, поскольку они легче. Воспроизведение ограничено монозвуком.

Также доступны USB-гарнитуры с наушниками-вкладышами. Эти устройства очень легкие и ненавязчивые. Они имеют хорошее качество звука и оснащены встроенным в кабель микрофоном.

Беспроводная USB-гарнитура

В дополнение к проводным USB-гарнитурам существуют также беспроводные версии. В этих версиях к компьютеру через USB подключается только базовая станция. Настоящая гарнитура взаимодействует с базой по беспроводной сети. Часто используемые протоколы беспроводной связи — Bluetooth или DECT. Преимущество DECT по сравнению с Bluetooth заключается в том, что гарнитуру можно использовать на большем расстоянии от базовой станции.

Наушники и ключи USB Type-C становятся все более распространенными, но знаете ли вы разницу между активными и пассивными продуктами?

23 сентября 2021 года Европейская комиссия выпустила предложение, согласно которому зарядка USB-C станет обязательной для большинства электронных устройств (например, смартфонов и наушников), продаваемых в ЕС. Эта новость, вероятно, еще больше расширит рынок наушников и ключей USB Type-C, поскольку производители смартфонов почти отказались от проверенного и проверенного разъема 3,5 мм в пользу стандарта. Переход на преимущественно цифровой интерфейс для наушников остается спорным, а проблемы с затратами и совместимостью с экосистемой оказались более чем проблематичными.

Если вам интересно, в чем разница между USB-C и традиционными наушниками, не ищите дальше. Мы собираемся углубиться в то, как работает эта технология: ее плюсы, минусы и многое другое, что вы когда-либо захотите узнать.

Примечание редактора: эта статья была обновлена 28 сентября 2021 года. В нее были внесены изменения в формулировку и добавлено меню содержания.

Каковы плюсы и минусы цифрового аудиоинтерфейса?

Главная цель перехода на USB-аудио — перейти на цифровые технологии. То есть дольше сохранять сигнал в цифровом формате перед преобразованием в аналоговый, сохраняя качество сигнала как можно дольше. Цифровые устройства, такие как смартфоны, являются рассадниками высокочастотных тактовых сигналов и линий электропередач, а не того типа схем, рядом с которыми вы хотите передавать высококачественные аналоговые аудиосигналы. Прочтите эту ссылку, если вам нужен учебник по цифровым и аналоговым сигналам.

Основное преимущество перехода на USB-аудио заключается в том, что при этом компоненты ЦАП и усилителя перемещаются из источника (смартфона) внутрь наушников или адаптера. Поскольку каждое звуковое периферийное устройство теперь может иметь собственную схему ЦАП, в долгосрочной перспективе это обходится дороже. Но теперь, когда за эти схемы отвечают компании-производители наушников, покупатели должны наслаждаться более качественным звуком, просто купив хорошие наушники (теоретически).

Музыка остается в цифровом виде через кабель с наушниками USB Type-C. Но для этого требуется больше компонентов, чем при старом подходе.

Этот шаг также усложняет отправку аудиосигнала. Аудиоданные USB передаются в виде пакетов, а не в виде непрерывного потока аудио в формате PCM, а также требуют тактового сигнала, чтобы синхронизировать все во времени, когда данные достигают ЦАП. После передачи по USB пакеты данных декодируются в единый формат потока аудиоданных, который понимает ЦАП, например I²S. Выбор системы синхронизации на самом деле очень важен для USB-аудио.

Передача данных USB и дрожание часов

Существует множество способов отправки данных через USB. При асинхронной передаче генератор аудиоустройства определяет синхронизирующие часы USB, а также связывает их со скоростью ЦАП, что сводит к минимуму риск джиттера. Между прочим, дрожание возникает, когда часы не синхронизируются, что приводит к неправильному чтению или записи данных.

USB-аудио — это не только передача данных, но и цифровая связь для функций на устройстве.

Изохронная передача популярна, потому что более высокая скорость передачи данных позволяет вовремя повторно отправить данные в случае обнаружения ошибки. Последняя спецификация USB 3.1 включает более надежную схему синхронизации для этих передач и является дополнительной функцией последней спецификации USB Audio Class 3.0 для аудиопродуктов. USB-аудио — это не только передача данных, но и цифровая связь для управления функциями на устройстве, которую вы не получаете с аналоговым аудио. Для этого нам нужно узнать немного больше о классах USB Audio.

Что такое классы аудио USB?

Спецификация USB Audio Class позволяет устройству USB идентифицировать себя как периферийное аудиоустройство. Эта спецификация также определяет совместимость устройства USB с рядом конкретных функций USB и типов связи, подходящих для аудио. Аудиоклассы USB предшествуют USB Type-C и работают как с новыми, так и с устаревшими разъемами.

Цифровые данные для управления звуком и функциями передаются по контактам данных (D+ и D-) USB, хотя существует несколько различных спецификаций, которые точно определяют, какую информацию следует передавать по этим контактам. Использование кабеля USB on the go (OTG) для превращения внешних аудиофильских ЦАП в хост-устройства некоторое время было своего рода обходным путем. Однако это только передает аудиоданные. Лучший способ использовать полный набор доступных аудиофункций через USB-порт — это создавать устройства, такие как наушники, которые работают со спецификациями USB Audio Device Class (ADC). Версия 1.0 восходит к 1998 году и до сих пор хорошо работает, но последняя версия 3.0 гораздо интереснее и важнее для современных наушников.

USB АЦП 1.0 и 2.0

Все спецификации класса аудио разбиты на три части: AudioControl для управления внутренними функциями, такими как громкость или эквалайзер, MIDIStreaming для MIDI-данных и AudioStreaming для аудиоданных PCM как в наушники, так и из них. Смартфоны Android 5.0 Lollipop или новее поддерживают как минимум часть версии 1.0, а многие новые устройства также поддерживают класс 2.0 и даже 3.0.

Одним из больших различий между Audio Class 1.0 и 2.0 является скорость. Версия 1.0 существовала до High-Speed USB 2.0. Скорость передачи данных ограничена 12 Мбит/с с USB 1.0, а максимальная скорость ADC 1.0 составляет 8,2 Мбит/с. Audio Device Class 2.0 работает со скоростью до 480 Мбит/с и использует для звука до 196,6 Мбит/с. Оба более чем достаточно быстры для потоковой передачи высококачественной стереомузыки, и самая большая разница заключается в количестве каналов, которые каждый из них может поддерживать.

USB Audio Class 1.0 поддерживает стереозвук до 32 бит/96 кГц или 16 бит/192 кГц. Однако реализация Android по умолчанию ограничивает это до 24 бит/48 кГц. В версии 2.0 это значение увеличено до 32 бит/384 кГц, хотя эта более высокая скорость достигается за счет более высокого энергопотребления, что делает ее менее подходящей для портативных устройств, таких как смартфоны.

USB IF USB Audio Class передает больше, чем просто аудиоданные. Интерфейс AudioControl позволяет контролировать такие функции гарнитуры, как громкость микрофона, микширование каналов и даже встроенный эквалайзер, если они поддерживаются наушниками.

Новый USB АЦП 3.0

USB Audio Class 3.0 не быстрее для стереозвука, но предлагает несколько важных новых функций для современных наушников. Стандарт снижает энергопотребление за счет поддержки холостого хода между изохронными передачами данных, что делает энергопотребление более конкурентоспособным по сравнению с традиционным разъемом 3,5 мм. Он также предлагает более надежную схему защиты от пакетных ошибок, что делает его менее восприимчивым к дрожанию и потере данных.

Основные преимущества Audio Class 3.0 — повышенная энергоэффективность и поддержка расширенных функций обработки.

Стандарт требует объявления USB Basic Audio Device Definition (BADD) для оборудования, которое определяет общие наборы функций, такие как элементы управления микрофоном. Стандарт также вводит дополнительные функции AudioControl для расширенных функций, таких как шумоподавление и эхоподавление. Важно правильно предоставить эти функции программному обеспечению через элементы управления USB, чтобы приложения музыкального проигрывателя могли управлять этими функциями без необходимости использования проприетарного программного обеспечения или методов связи USB.

Можно ли передать аналоговый звук через USB?

Аудиоподключения USB Type-C не обязательно должны быть цифровыми: вы также можете получать аналоговый звук. Стандарт USB также поддерживает «режим аудиоаксессуаров», при котором контакты D+/D- переключаются ролями для поддержки аналоговых аудиосигналов — опять же, это не ново для USB Type-C. Многие телефоны с новым разъемом и без него предназначены для обработки отрицательных колебаний напряжения аналогового аудиосигнала. Режим аксессуаров популярен среди старых USB-аудиодок-устройств, а протокол Android Open Accessory Protocol 2.0 с поддержкой аудио используется начиная с Android 4.1.

Маршрутизация звука таким способом ничем не лучше, чем в старой системе с аудиоразъемом 3,5 мм (поскольку цифровые сигналы не используются), а часто хуже: используемые устройства вывода обычно не оптимизированы для звука, а аналоговый сигнал близок к шумным линиям питания и высокоскоростным линиям передачи данных, что потенциально снижает производительность из-за помех и шума. К сожалению, многие новые ключи и наушники USB Type-C используют этот режим, и поддержка не универсальна и для смартфонов. Это приводит ко многим проблемам с совместимостью, что усложняет работу конечных пользователей.

В чем разница между активными и пассивными адаптерами USB-C?

Все вышеперечисленное относится к новому рынку наушников USB Type-C, а также кабелей USB Type-C на 3,5 мм, переходников и адаптеров, которые также бывают как активными, так и пассивными.

Режим аудиоаксессуаров не всегда поддерживается смартфонами, что вызывает проблемы совместимости с наушниками и переходниками.

Первые выигрывают от цифрового звука и встроенного ЦАП, как и "цифровые" USB-наушники. Они также могут поддерживать спецификации USB Audio Class, хотя в большинстве из них будут реализованы только ЦАП и усилитель, а не какие-либо компоненты постобработки. Пассивные ключи работают, используя режим USB Audio Accessory для получения аналогового сигнала от вашего смартфона, и поэтому они обычно дешевле и, как объяснялось выше, имеют более низкое качество.

Как видите, в области USB-аудио существует множество вариантов, которые могут и привели к путанице. К сожалению, зачастую нет простого способа определить, насколько хорошо два устройства будут работать друг с другом или какие функции поддерживаются. На данный момент лучше всего погрузиться в спецификации продукта и попытаться выяснить, какую версию USB Audio Class он поддерживает. Либо так, либо просто используйте Bluetooth-гарнитуры!

Компьютерные гарнитуры, подключаемые через USB-соединения, обеспечивают звук хорошего качества без шума, характерного для многих гарнитур, подключаемых через аналоговые аудиовходы и аудиовыходы компьютера. Хотя многие из этих устройств позиционируются как «игровые» гарнитуры, на самом деле они являются отличными бизнес-инструментами, позволяющими взаимодействовать с компьютером, не держа в руках микрофон и не беспокоя окружающих с помощью динамиков.

Диктовка

Одним из самых популярных приложений для USB-гарнитур является диктовка. Современные системы распознавания речи обладают чрезвычайно высокой точностью, особенно когда они обучены и имеют чистую подачу вашего голоса. USB-гарнитуры не только имеют удобное расположение микрофона для обеспечения качественного сигнала, но и делают диктовку чрезвычайно удобной.

VoIP-телефония и унифицированные коммуникации

Поскольку границы между телефонами и компьютерами продолжают стираться благодаря телефонным системам и приложениям, поддерживающим передачу голоса по Интернет-протоколу, общение с коллегами или клиентами через компьютер становится обычной бизнес-реальностью. Если вы активно пользуетесь компьютерной телефонией, вы даже можете купить USB-гарнитуры, похожие на профессиональные гарнитуры, предназначенные для использования с более традиционными телефонами.

Рассказ

USB-гарнитуры обеспечивают более естественный подход к созданию повествования. Хотя большинство этих устройств не имеют надлежащего качества звука для профессиональной озвучки, USB-гарнитура может быть полезным инструментом для создания обучающих видеороликов или пояснений к ряду изображений, которые затем можно сохранить в виде видеофайла.< /p>

Традиционные гарнитуры с аналоговым подключением

Гарнитуры с традиционными разъемами 3,5 мм представляют собой альтернативу USB-гарнитурам. Аналоговые гарнитуры подключаются к звуковой карте вашего компьютера, а не служат собственной звуковой картой, как USB-гарнитуры. Они также обычно дешевле, чем сопоставимые наборы с USB. Это означает, что если ваш компьютер обеспечивает хорошее качество звука через разъемы 3,5 мм, аналоговая гарнитура может оказаться лучшим выбором.

Стив Ландер пишет с 1996 года и имеет опыт работы в сфере финансовых услуг, недвижимости и технологий. Его работы публиковались в отраслевых изданиях, таких как «Миннесотский журнал недвижимости» и «Адвокат ассоциации многоквартирных домов Миннесоты». Ландер имеет степень бакалавра политических наук Колумбийского университета.

Гарнитуры полезны для оптимизации качества звука и удобны для прослушивания благодаря высококачественным динамикам. На рынке доступны различные типы гарнитур. Многие из них имеют усилители, позволяющие регулировать громкость и тембр звука.

Что касается USB-гарнитуры, то на самом деле это комбинация наушников и микрофона. Обе части подключаются через разъем USB к вашему устройству, такому как компьютер, ноутбук и т. д.

Обычно USB-гарнитуры используются для телефонных звонков, онлайн-игр, а также видеотелефонии через компьютер. Гарнитуры этого типа обычно имеют собственные регуляторы чувствительности микрофона и громкости.

Являются ли USB-гарнитуры лучше, чем аналоговые гарнитуры с аудиоразъемом 3,5 мм? Проще говоря, и USB-гарнитура, и аналоговая гарнитура с 3,5-мм аудиоразъемом используются для разных целей. Гарнитуры USB могут передавать данные и питание в цифровом виде, тогда как аналоговые гарнитуры с разъемом 3,5 мм способны передавать звук линейного уровня.

В сегодняшней статье мы расскажем вам о USB-гарнитурах. Что они из себя представляют и как работают. Читайте дальше!

Как работает USB-гарнитура?

Компьютерные гарнитуры, подключаемые через USB-подключение, обычно обеспечивают высококачественный звук без создания шума, что характерно для других типов гарнитур, которые подключаются с помощью аналоговых аудиовходов/выходов компьютера.

Эти устройства разработаны специально для игр, но в то же время они являются отличными бизнес-инструментами, которые позволяют людям взаимодействовать со своим компьютером, не держа в руках микрофоны и не мешая окружающим людям с помощью динамиков.

При подключении гарнитуры через USB-порт вашему компьютеру не потребуется вход аналогового микрофона или выход для динамика. Это связано с тем, что гарнитура совместима с USB и, таким образом, адаптирует цифровой стандарт USB.

Кроме того, если вы подключите его, компьютер автоматически распознает гарнитуру и начнет установку драйверов USB-гарнитуры. Это выгодно, потому что вам не нужно будет устанавливать драйверы вручную.

Часто такие гарнитуры поставляются с собственными регуляторами громкости и микрофона. Таким образом, USB-гарнитуры также являются полезным решением для телефонии, и теперь люди могут легко отключить звук или удерживать вызов с помощью простой кнопки на гарнитуре.

Использует ли USB-гарнитура звуковую карту ПК?

Нет, USB-гарнитура не использует звуковую карту компьютера. Это связано с тем, что USB-адаптер, который вы используете для гарнитуры, работает как звуковая карта и хорошо совместим с вашей операционной системой, такой как Windows. Поэтому простой ответ на этот вопрос заключается в том, что вы не можете использовать их вместе.

По сути, звуковая карта — это карта расширения (IC), которая воспроизводит звук на вашем компьютере, и вы можете слышать его через наушники и динамики. Теперь, если вы используете аналоговую гарнитуру с разъемом 3,5 мм, вам понадобится звуковая карта, к которой вы будете подключать разъем.

С другой стороны, если вы используете USB-адаптер для гарнитуры или наушников, звуковая карта вам не понадобится. Это потому, что ваша звуковая карта — встроенная или периферийная — может быть подключена через кабель. А USB — напротив — выполняют функцию звука для вашей гарнитуры. Таким образом, оба они не могут быть активированы одновременно.

Влияет ли аудиоадаптер USB на 3,5 мм на качество звука?

USB – это цифровой интерфейс для передачи данных, а его порт – стандартный интерфейс для подключения компьютеров и электронных устройств. Термин USB в основном означает «универсальная последовательная шина», которая является стандартом для передачи цифровых данных. USB-порт позволяет подключать совместимые устройства, такие как USB-гарнитуры, посредством цифровой передачи данных через USB-кабели или адаптеры.

Гнездо для гарнитуры 3,5 мм представляет собой небольшой круглый разъем, к которому подключается штыревой штекер от гарнитуры. Независимо от размера, он может поддерживать микрофон и стереозвук. Это зависит от определенных отдельных соединительных колец, присутствующих на разъеме или вилке.Кроме того, 3,5 мм на самом деле означает приблизительный диаметр разъема.

Обратите сюда внимание, потому что мы расскажем вам важную вещь, которая все прояснит. Переходник между USB и разъемом 3,5 мм известен как «цифро-аналоговый преобразователь» или ЦАП.

Цифроаналоговый преобразователь или ЦАП способен преобразовывать цифровые сигналы в аналоговые для создания звука в гарнитуре. Как и усилители гарнитуры, автономные адаптеры ЦАП хороши для устранения плохого качества звука.

Поэтому, чем лучше цифро-аналоговый преобразователь, тем лучше качество аналогового звука для ваших ушей. С технической точки зрения, чем лучше цифро-аналоговый преобразователь, тем точнее звук аналогового устройства.

Плюсы и минусы USB-гарнитур

USB-гарнитуры обеспечивают превосходное качество звука, не создавая шума, который в основном характерен для аналоговых гарнитур. Разъем USB на гарнитуре легко устанавливается. Вы также можете легко удалить его.

Что касается лучших USB-гарнитур, важно знать, что они обеспечивают исключительную диктовку, а также имеют функцию распознавания речи с более высокой точностью. Большинство моделей USB-гарнитур имеют удобное расположение микрофона, что делает голосовую диктовку легкой и ненавязчивой.

Кроме того, когда вы используете USB-гарнитуру с микрофоном, она обеспечивает превосходное повествование. Они не только позволяют создавать естественное повествование, но и отлично подходят для эффективного создания обучающих видеороликов.

Когда мы говорим о недостатках этих конкретных типов гарнитур, их всего несколько. Например, эти гарнитуры немного дороже, чем другие типы гарнитур, представленные на рынке. В частности, самым большим недостатком являются беспроводные USB-гарнитуры, которые намного дороже своих аналогов.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что USB-гарнитуры имеют существенные преимущества. Во-первых, они обеспечивают превосходное качество звука по сравнению с аналогами. Во-вторых, вы можете настроить свой ПК для воспроизведения музыки или игр через динамики с аналоговым подключением, одновременно отправляя телефонные звонки на USB-гарнитуру. Мы рекомендуем USB-гарнитуру Mpow 071 и Plantronics PLNAUDIO478. Убедитесь, что вы выбрали тот, который лучше всего соответствует вашим потребностям. Удачи!

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность перехода на веб-браузер, поддерживающий видео в формате HTML5

Читайте также: