Âm thanh USB-C là gì và nó hoạt động như thế nào?

Maya Patel included in Technology Explained Usb Headphones Audiophiles Noise-Cancelling Headphones Smartphone Tips

2023-10-09 2978 words 14 minutes

Contents

Bài học chính

Việc sử dụng âm thanh USB Type-C mang lại một số lợi ích nhất định, bao gồm giải phóng dung lượng lưu trữ bên trong trong các thiết bị điện tử và tạo điều kiện tích hợp Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) bên ngoài, nhưng không phải là không có nhược điểm. Chúng bao gồm khả năng không tương thích giữa các thành phần và yêu cầu về cấu hình bộ điều hợp đa dạng, một số trong đó có thể thể hiện hiệu suất không nhất quán.

Mặc dù Âm thanh USB Type-C thể hiện những ưu điểm nhất định nhưng nó vẫn là sự thay thế không hoàn hảo cho giắc cắm tai nghe 3,5 mm truyền thống và không nhận được sự chấp nhận rộng rãi do nhiều hạn chế cũng như sự phổ biến ngày càng tăng của các lựa chọn thay thế âm thanh không dây.

Tai nghe Bluetooth có thể được coi là sự thay thế chấp nhận được cho kết nối âm thanh USB Type-C, mặc dù chúng có thể có những hạn chế nhất định về chất lượng âm thanh và độ tin cậy, đặc biệt đối với những người không ưu tiên trải nghiệm âm thanh có độ trung thực cao.

Trong ký ức gần đây, việc Apple loại bỏ dần giắc cắm tai nghe 3,5 mm truyền thống là một bước đi táo bạo. Bất chấp những tranh cãi sau đó, nhiều công ty khác sau đó cũng đã áp dụng lựa chọn thiết kế này cho các thiết bị của riêng họ. Do đó, sự phổ biến của giắc cắm tai nghe 3,5 mm đã giảm đáng kể trên điện thoại thông minh hiện đại.

Trước sự ngừng sử dụng của giắc âm thanh 3,5mm phổ biến, người tiêu dùng ngày càng buộc phải dựa vào kết nối USB-C hoặc Bluetooth không dây làm phương tiện truyền âm thanh chính. Mặc dù USB-C dường như là một sự thay thế hấp dẫn cho giắc cắm tai nghe đang bị thu hẹp trên lý thuyết, nhưng người ta có thể đặt câu hỏi một cách chính đáng về tính thực tế và hiệu suất của nó trong bối cảnh sử dụng hàng ngày. Về vấn đề này, chúng ta hãy đánh giá một cách nghiêm túc những điểm mạnh và điểm yếu liên quan đến hệ thống âm thanh dựa trên USB-C.

Âm thanh USB-C là gì?

Đầu nối Universal Serial Bus Type-C, là giao diện USB có thể đảo ngược được giới thiệu lần đầu tiên bởi Diễn đàn triển khai USB, đã nhận được sự chấp nhận rộng rãi trong các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, máy tính xách tay và máy tính bảng do sự tiện lợi của nó cho cả người dùng và nhà sản xuất.. Điều này là do nó loại bỏ nhu cầu sử dụng nhiều cáp và cổng, đơn giản hóa quy trình và giảm độ phức tạp liên quan đến việc hỗ trợ nhiều đầu nối khác nhau.

Nguồn hình ảnh: CoinUp/Shutterstock

Diễn đàn triển khai USB đã công bố thông số kỹ thuật cho Thiết bị âm thanh USB Loại 3.0 vào năm 2016, với mục tiêu thiết lập Âm thanh USB qua USB Type-C làm phương pháp chủ yếu cho tất cả các trường hợp sử dụng âm thanh kỹ thuật số, bao gồm tai nghe, điện thoại thông minh, máy tính bảng, hệ thống chơi game, thiết bị ảo các ứng dụng thực tế và các trạm nối.

Âm thanh USB Type-C là một cải tiến được thiết kế để thiết lập tính đồng nhất trong truyền âm thanh thông qua việc sử dụng giao diện USB Type-C. Bằng cách đó, cổng USB có thể thực hiện nhiều chức năng như cấp nguồn, truyền tập tin, hiển thị video và phát ra âm thanh, từ đó loại bỏ sự cần thiết của các cổng riêng biệt. Diễn đàn triển khai USB (USB-IF) thừa nhận rằng sự hợp nhất này sẽ tạo ra các thiết bị điện tử mỏng hơn, bền hơn và có thể chống nước.

Âm thanh USB-C hoạt động khác biệt với giắc cắm tai nghe 3,5 mm truyền thống bằng cách truyền tín hiệu kỹ thuật số thay vì tín hiệu analog. Việc chuyển đổi các tín hiệu như vậy cần có bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC), được tích hợp trong thiết bị di động. Ngược lại, USB-C dựa vào các thiết bị nghe được kết nối, chẳng hạn như tai nghe, để xử lý và khuếch đại tín hiệu số nhận được. Điều đáng chú ý là cổng USB-C cũng có thể cung cấp âm thanh analog thông qua việc triển khai trong cổng và tính sẵn có của DAC bên trong dành riêng cho truyền âm thanh có dây.

Giao thức âm thanh USB là gì?

Tín dụng hình ảnh: CoinUp/Shutterstock

Việc triển khai ba giao thức âm thanh USB-C cho phép mọi thiết bị tương thích USB hoạt động như một phụ kiện âm thanh, bất kể loại đầu nối USB được sử dụng.

USB Audio Class 1.0 được tích hợp liền mạch trong hầu hết các hệ điều hành nổi bật, chẳng hạn như các hệ điều hành được tìm thấy trên các thiết bị Android có phiên bản HĐH 5.0 Lollipop trở lên. Mặc dù phụ thuộc vào giao thức USB 1.0 chậm hơn và tốc độ truyền tối đa là 12 Mbps, tiêu chuẩn này vẫn cho phép phát lại âm thanh có độ trung thực cao ở tần số lấy mẫu lên tới 96 kHz.

USB Audio Class 2.0 là một tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực công nghệ âm thanh kỹ thuật số, mang đến tốc độ truyền dữ liệu nâng cao thông qua khả năng tương thích với USB 2.0 tốc độ cao (với tốc độ tối đa 480 Mbps). Điều này cho phép giảm độ trễ khi truyền âm thanh cũng như tăng băng thông khả dụng cho các ứng dụng đa kênh. Ngoài ra, tiêu chuẩn cập nhật này còn cải thiện độ trung thực của âm thanh, nâng thanh lên độ sâu bit cao 32 bit trên mỗi mẫu và tần số lấy mẫu đặc biệt cao lên tới 384 kHz. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là những khả năng ấn tượng này phải trả giá bằng yêu cầu tiêu thụ năng lượng tăng cao.

USB Audio Class 3.0 đã giới thiệu những cải tiến đáng kể về mức tiêu thụ điện năng đồng thời mở rộng các chức năng thông qua việc kết hợp các công nghệ tiên tiến như khử tiếng ồn chủ động, nhận dạng từ nóng nâng cao và các tùy chọn cân bằng có thể tùy chỉnh, cùng nhiều tùy chọn khác.

UAC 1.0 vẫn phổ biến là phân loại âm thanh được ưa chuộng, mặc dù đã lỗi thời và phần lớn các thiết bị âm thanh USB đều tuân thủ các thông số kỹ thuật cụ thể này. Với sự ra đời của Android 5, hệ điều hành này đã tích hợp khả năng tương thích với Universal Audio Composite, tính năng này đã được nhiều thiết bị di động hiện đại có giao diện USB-C chấp nhận. Ngược lại, nền tảng iOS của Apple hỗ trợ chuẩn UAC 2.0 mới hơn.

Tính năng

Âm thanh USB lớp 1.0

Âm thanh USB lớp 2.0

Âm thanh USB lớp 3.0

—|—|—|—

Hỗ trợ thông số USB

USB 1.0\+

USB 2.0\+

USB 3.0

Tốc độ truyền tối đa

12Mbps

480Mbps

5Gbps

Tốc độ mẫu tối đa

96kHz

384kHz

Độ sâu bit

16-bit

32-bit

Kênh truyền hình

Lên tới 8

Hỗ trợ trình điều khiển

Tự nhiên

Có thể cần bổ sung

Định dạng âm thanh

16-bit/48kHz

Lên đến 32-bit/384kHz

Độ trễ

10 mili giây

Xuống tới 2ms

Tiết kiệm năng lượng

Không có

Chế độ không tải năng lượng thấp

Khả năng tương thích

Hỗ trợ rộng rãi

Hiện tại ít hỗ trợ hơn

Các tính năng chính

Âm thanh cơ bản

Tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn, nhiều kênh hơn

Cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, các tính năng nâng cao như ANC

Chế độ phụ kiện bộ chuyển đổi âm thanh liên quan đến một giao thức cụ thể được liên kết với âm thanh USB, cho phép bộ chuyển đổi truyền tín hiệu tương tự tương đương với tín hiệu truyền qua giắc cắm 3,5 mm. Về cơ bản, nó đạt được thành tích này bằng cách gán lại một số chân nhất định trên giao diện để điều chỉnh tín hiệu âm thanh thụ động. Đáng lưu ý, chế độ cụ thể này yêu cầu Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) tích hợp thay vì bộ chuyển đổi bên ngoài.

Những ưu điểm của âm thanh USB Type-C

Bằng cách loại bỏ nhu cầu về bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang analog (DAC) bên trong điện thoại, việc tích hợp âm thanh USB-C cho phép các nhà sản xuất điện thoại thông minh giải phóng không gian nội thất có giá trị. Hơn nữa, sự phát triển này cho phép chuyển DAC sang một cặp tai nghe hoặc bộ chuyển đổi, do đó trao quyền cho người tiêu dùng lựa chọn sản phẩm dựa trên trải nghiệm thính giác mong muốn của họ thay vì bị giới hạn trong những hạn chế của DAC tích hợp sẵn, đôi khi không tối ưu. Ngoài ra, việc sử dụng DAC bên ngoài thay vì DAC tích hợp có thể giúp giảm thiểu sự gián đoạn tiềm ẩn xuất phát từ bộ cấp nguồn và bộ xử lý trung tâm của thiết bị.

Bằng cách loại bỏ bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) tích hợp, tải xử lý của điện thoại thông minh sẽ giảm, dẫn đến nâng cao hiệu quả sử dụng pin. Tuy nhiên, việc gắn bộ chuyển đổi cho tai nghe analog cần phải tích hợp DAC, do đó bắt buộc điện thoại thông minh phải cấp nguồn cho nó.

Công nghệ USB Type-C cho phép nhập nhiều tín hiệu kỹ thuật số cùng lúc, mang lại trải nghiệm nâng cao cho người dùng bằng cách hỗ trợ triển khai các điều khiển từ xa phổ quát tương thích với nhiều thiết bị khác nhau. Hơn nữa, giao diện linh hoạt này cho phép ra lệnh bằng giọng nói thông qua việc sử dụng các từ khóa cụ thể như “OK Google” hoặc “Hey Siri”, ngay cả khi sử dụng tai nghe USB-C. Ngoài ra, USB-C Audio còn cung cấp các khả năng nâng cao bao gồm khử tiếng ồn chủ động, âm thanh vòm sống động và hiệu ứng âm thanh động, nâng cao hơn nữa chất lượng tổng thể của đầu ra âm thanh.

Những phần xấu của âm thanh USB Type-C

Âm thanh USB-C có thể không có những điểm không hoàn hảo vì vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định trong thông số kỹ thuật mới nhất.

Việc sử dụng tai nghe tương thích USB-C đòi hỏi cổng sạc của thiết bị phải có chức năng kép vừa là đầu vào âm thanh vừa là cổng sạc, dẫn đến tăng khả năng hư hỏng do sử dụng thường xuyên tại điểm nối quan trọng này. Hơn nữa, việc cố gắng sạc đồng thời điện thoại thông minh trong khi sử dụng tai nghe có dây sẽ gây ra nhiều phức tạp hơn, đặc biệt khi xem xét các yêu cầu rườm rà cần thiết để đạt được chức năng đó, chẳng hạn như sử dụng nhiều dây cáp, dẫn đến sự sắp xếp lộn xộn và bất tiện. Thật không may, bất chấp những nỗ lực giải quyết vấn đề này sau khi ra mắt iPhone 7, không có giải pháp đơn giản nào tạo điều kiện cho việc sạc và phát âm thanh đồng thời thông qua tai nghe USB Type-C mà không cần đến cấu hình phức tạp liên quan đến nhiều dây cáp riêng lẻ, mang lại trải nghiệm tổng thể.

Những lo ngại về khả năng tương thích gây ra một hạn chế đáng kể khi sử dụng kết nối âm thanh USB-C. Không thể phân biệt liệu một tai nghe USB-C cụ thể có tương thích với thiết bị của một người hay không chỉ dựa vào hình thức bên ngoài của nó. Do đó, các cá nhân có thể đầu tư số tiền đáng kể vào một chiếc tai nghe chất lượng cao chỉ để phát hiện ra rằng nó không hoạt động bình thường với điện thoại thông minh của họ hoặc có chức năng hạn chế về điều khiển âm lượng. Để giảm thiểu những thách thức này và đảm bảo hoạt động liền mạch trên nhiều thiết bị khác nhau, bạn nên chọn tai nghe USB-C được trang bị Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC).

Việc kết nối tai nghe analog cổ điển với điện thoại thông minh bằng giao diện USB-C đòi hỏi phải sử dụng bộ chuyển đổi được trang bị Bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC). Những bộ chuyển đổi này thể hiện sự chênh lệch đáng kể về hiệu suất, trong đó các mẫu không đạt tiêu chuẩn có giá phải chăng trong khi các mẫu cao cấp có thể có giá bằng một cặp lon bổ sung.

Sự phổ biến của giắc âm thanh 3,5 mm có thể là do tính đơn giản của nó, vì nó loại bỏ nhu cầu sử dụng bộ sạc hoặc cáp bên ngoài. Thiết kế đơn giản này đã tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi, giúp người dùng có thể dễ dàng kết nối tai nghe của mình mà không gặp bất kỳ sự phức tạp nào. Tuy nhiên, sự ra đời của Âm thanh USB Type-C đã làm tăng thêm độ phức tạp, cuối cùng khuyến khích các cá nhân lựa chọn các giải pháp thay thế tai nghe không dây.

Âm thanh USB Type-C so với Bluetooth

Âm thanh USB Type-C phải đối mặt với sự cạnh tranh từ một công nghệ truyền âm thanh khác, đó là Bluetooth. Phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn không dây này, được gọi là Bluetooth 5.0, được ra mắt vào tháng 7 năm 2016 và có những cải tiến ấn tượng so với các phiên bản trước. Cụ thể, nó đã tăng gần gấp bốn lần phạm vi hoạt động, tăng gấp đôi tốc độ truyền tối đa và mở rộng đáng kể lượng dữ liệu có thể được truyền đi bởi các thiết bị tiêu thụ ít năng lượng. Những cải tiến này khiến Bluetooth 5.0 trở thành một sự thay thế hấp dẫn cho giắc cắm tai nghe 3,5 mm truyền thống đã bị nhiều nhà sản xuất loại bỏ dần. Tuy nhiên, mặc dù Bluetooth mang lại sự tiện lợi và linh hoạt nhưng nó cũng có một số nhược điểm như chất lượng âm thanh thấp hơn, vấn đề tương thích với một số thiết bị nhất định và giảm tuổi thọ pin do hoạt động liên tục.

Tai nghe Bluetooth thường có chất lượng âm thanh kém hơn so với các tai nghe có dây trong tầm giá tương tự. Ngoài ra, chúng có xu hướng giảm tuổi thọ và độ tin cậy. Tuy nhiên, bất chấp những hạn chế này, những lợi thế vẫn còn đáng kể và đối với những người không đặc biệt am hiểu về độ trung thực của âm thanh, việc đầu tư vào một cặp tai nghe Bluetooth uy tín có thể sẽ mang lại lợi ích.

Bạn có thể truy cập bản phân tích toàn diện về tai nghe USB, tai nghe thông thường (3,5mm) và tai nghe Bluetooth bằng cách điều hướng đến phần dành riêng trên trang web của chúng tôi.

Âm thanh USB-C không phải là sự thay thế giắc cắm 3,5 mm mà chúng tôi mong đợi

Bất chấp những lợi thế tiềm tàng, USB Type-C Audio vẫn chưa hoàn thành được vai trò được mong đợi là một sự thay thế phù hợp cho giắc cắm tai nghe 3,5mm phổ biến. Nhiều yếu tố, bao gồm khả năng tương thích không nhất quán với các thiết bị và phụ kiện hiện có, những cải tiến không đầy đủ so với đầu vào analog truyền thống và sự tiến bộ ổn định của các giải pháp âm thanh không dây, đã góp phần hạn chế sự quan tâm của cả người tiêu dùng và nhà phát triển sản phẩm.

Thật không may, có vẻ như việc tích hợp giắc cắm tai nghe vào điện thoại thông minh khó có thể xuất hiện trở lại trong tương lai gần. Do đó, âm thanh USB-C đã trở thành một thành phần không thể thiếu trong các thiết bị di động của chúng ta. Mặc dù một số người có thể coi đây là một nhược điểm nhưng vẫn có hy vọng rằng những cải tiến sắp tới đối với âm thanh USB-C sẽ mang lại những tiến bộ đáng kể về chất lượng và khả năng chi trả của tai nghe và bộ chuyển đổi trong phân loại này.