Класс USB Audio: для чего он нужен и где он используется

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.

Contents [show]

• Стандарты USB Audio Class
• Типы ЦАП в USB Audio Class
• Не только для компьютеров

Чем отличается звуковая карта от ЦАП?

Звуковые карты

, в отличие от ЦАПов, больше ориентированы не только на прослушивание музыки, но и на ее создание, не говоря уже про более широкий спектр применения и мультимедийные функции (игры, кино голосовая телефония и т. д.).

Интересные материалы:

Что значит балансировка колес? Что значит базовый тариф? Что значит бесконтактная мойка? Что значит без роуминга? Что значит без зарегистрированного багажа победа? Что значит Безлимит внутри сети? Что значит быть критичным? Что значит быть позитивным? Что значит быть в сети? Что значит cca на аккумуляторе?

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.

Десятилетием позже был предложен USB Audio Class 2.0, предназначенный для стандартов USB 2.0 и далее. Поскольку пропускная способность снизилась с 12 мегабит в секунду до 480 мегабит в секунду. Ограничения USB Audio Class 1.0 исчезли.

• 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.

Специальный эмулятор для головного устройства

Есть такие устройства, как эмуляторы CD-чейнджера для магнитолы. Это устройство подключается в специальный разъем (на задней панели магнитолы) и позволяет считывать музыку с SD карт, USB накопителей, принимать ее с телефона по AUX, или Bluetooth. А магнитола «думает», что она работает с обычным CD-чейнджером. Все красиво подключается и работает, без колхоза. Подходит для старых штатных автомагнитол.

Подключается он через вход для CD-чейнджера. Или через специальный переходник.

Выводится как правило где-то в бардачок, или в другое удобное месте. Головное устройство определяет его как CD-чейнджер.

Ничего сложного, только будете внимательны при выборе этого устройства. На том же AliExpress их очень много. Обязательно выясните, подойдет ли конкретная модель конкретно для вашего автомобиля. Нужно чтобы совпадали определенные протоколы, которые поддерживает эмулятор и головное устройство. Почитайте отзывы, спросите у продавца, погуглите информацию по модели своего автомобиля.

Первый способ — по Bluetooth

Для того, чтобы подключить колонку JBL этим способом, в компьютере должен быть адаптер Bluetooth. Он может быть как встроенным в материнскую плату, так и внешним.

Пример внешнего адаптера представлен ниже. Приобрести его можно в любом гипермаркете электроники или заказать в интернете. Цена в районе 500 рублей.

Итак, если в компьютере имеется приёмник сигнала Bluetooth, процесс подключения следующий:

1. Включите Bluetooth на колонке JBL
2. Откройте на ПК «Параметры Windows»
3. Перейдите в раздел «Устройства»
4. Переместите ползунок «Bluetooth» в положение Вкл.
5. Теперь нажмите на «Добавление Bluetooth или другого устройства» чтобы начать поиск доступных к подключению устройств
6. В появившемся окне выберите самый первый пункт (мыши, клавиатуры, аудио)
7. Пройдет несколько секунд и вы увидите в списке устройств название вашей колонки JBL
8. Нажмите на её название, чтобы начать сопряжение устройств

Готово. Звук должен воспроизводиться из колонки. Если этого не произошло, вернитесь в меню настроек компьютера и откройте раздел «Система»

В левом меню перейдите на вкладку «Звук»

Выберите колонку JBL в качестве источника вывода звука

Аналогичным образом можно подключить к ПК или ноутбуку беспроводные наушники JBL.

Подключение колонок 5.1

5.1 – система объемного звука из шести колонок, и одним линейным выходом на звуковой карте не обойдешься. На картах, рассчитанных на подключение акустики 5.1, предусмотрены разъемы для сабвуфера, фронтальных, тыловых и центральной колонки.

Присоединение выполняется комплектными кабелями:

• фронтальные динамики – зеленый разъем;
• тыловые – черный;
• сабвуфер или центр – желтый.

Есть аудиосистемы, соединяемые с компьютером одним кабелем – коаксиальным или оптическим S/PDIF.

Подключение колонок 2.1

Акустика 2.1 – это две колонки и сабвуфер, сзади корпуса которого четыре «тюльпана», т.е. RCA разъема 3.5 мм. Пара красных и пара белых, для передачи звука на конкретную колонку. Подключение выполняется комплектными кабелями с соблюдением полярности – цвет к цвету.

Есть аудиосистемы, где вместо гнезд и штекеров шнуры, подсоединяемые клеммами, или вовсе кабеля, которые привинчивают к контактам на сабвуфере.

Сабвуфер подключают к компьютеру кабелем с разъемом 3.5 мм, который вставляют в соответствующее гнездо зеленого цвета.

Через USB кабель

Задача в том, чтобы использовать телефон просто как накопитель. То есть на флешке (или внутренней памяти) телефона есть музыка, мы подключаем телефон к магнитоле по USB в режиме передачи данных, магнитола сканирует память телефона, находит там аудио файлы и начинает их проигрывать. Как будто мы подключили обычную флешку.

Обратите внимание! Возможности данного способа подключения сильно зависят от функционала магнитолы. Например, есть магнитолы, которые поддерживают подключение Андроид устройств по USB. При этом на телефоне устанавливается специальное приложение. Управлять воспроизведением можно как с телефона, так и с магнитолы.

Что важно:

• Автомагнитола должна быть с USB входом. Снова же, если это штатная система, то USB вход скорее всего расположен в бардачке, или в подлокотнике.

• iPhone так подключить скорее всего не получится. Потому что iPhone нельзя использовать как накопитель. Разве что только в вашей машине есть поддержка Apple CarPlay. Или магнитола поддерживает подключение iPhone по кабелю (смотрите характеристики). Такая возможность есть на некоторых моделях от Alpine, BOSS, JVC, Kenwood, Pioneer.
• Чаще всего нужен кабель USB — Micro USB. Или USB — USB Type-C (на новых, топовых смартфонах). Но не каждый кабель подойдет. Дело в том, что есть кабеля, которые изначально разработаны только для зарядки телефона. Отличить его сложно. Нужен именно USB кабель для передачи данных. Тот, который идет в комплекте с телефоном должен работать.
• Слушать можно только ту музыку, которая сохранена в памяти телефона (или на флешке). Музыку через интернет, разные музыкальные сервисы (тот же Spotify, Deezer), приложения, браузер, слушать не получится. Исключение – автомобили с Android Auto и Apple CarPlay (о них я расскажу в конце статьи). На них при подключении смартфона по USB кабелю функционал будет огромный. В том числе доступ к музыкальным онлайн сервисам.
• Можно попробовать подключить не только Android смартфон, но и какой-то обычный, кнопочный телефон. Главное, чтобы он определялся как USB накопитель. Если вы подключаете его по USB к компьютеру и просто передаете файлы, то и в машине скорее всего получится подключить.
• Телефон будет сразу заряжаться.

Соединяем смартфон с магнитолой:

1. Подключаем один конец USB кабеля к телефону, а другой к автомагнитоле.
   Читайте также:  Тест проигрывателя винила Music hall mmf 5.3 с головкой Ortofon 2M Blue: у вертушек есть слои
2. Возможно, телефон спросит в каком режиме выполнить подключение. Или вручную в настройках выбираем «Передача файлов» (устройство сохранения данных).

3. Если магнитола автоматически не переключилась в режим «USB», то сделайте это вручную.
4. После чтения USB накопителя должны появиться аудио файлы и начнется воспроизведение музыки с телефона.

5. Чаще всего управлять воспроизведением можно только на автомагнитоле.

Способ рабочий, можно использовать. Но как мы уже выяснили, у него есть много минусов и разных нюансов.

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…

Уменьшение задержки звука

Для уменьшения задержки звука в приложении SoundWire предусмотрен целый набор инструментов.

• Настройка буферизации (Audio buffer size);
• Сжатие звукового потока, только демо на несколько минут (Audio compression);
• Включение альтернативного звукового тракта (Android native audio).

• Настройка буферизации в миллисекундах (Audio buffer size);
• Сжатие звукового потока (Audio compression);
• Включение альтернативного звукового тракта (Android native audio);
• Уменьшение «плавания» размера буфера (Latency steering amount).

А теперь более подробно о каждой опции.

Audio buffer size

Первое, что можно сделать, чтобы уменьшить задержку звука, это уменьшить размер буфера входящего звукового потока. Для этого нажмите кнопку меню, затем выберите опцию «Settings», в открывшихся настройках нажмите на пункт «Audio buffer size» и выберите желаемый размер буфера.

Способы подключения смартфона к автомагнитоле

Большинство решений, о которых я расскажу в этой статье, я проверил на собственном опыте. Начну из самых удобных и актуальных (на мой взгляд). Так как статья будет большой, используя меню (содержание статьи) ниже, вы можете сразу перейти к способу подключения, который подходит именно вам. Если вы еще не знаете, какой способ выбрать (исходя из возможностей вашей магнитолы и смартфона), то рекомендую ознакомиться со всеми возможными вариантами.

1. Беспроводное подключение по Bluetooth
2. Соединение через AUX
3. С помощью USB-кабеля
4. Через Bluetooth трансмиттер (если в магнитоле нет Bluetooth)
5. Через радио (FM-трансмиттер)
6. Специальный эмулятор
7. Apple CarPlay или Android Auto

Что мы имеем на данный момент

Итак, я предполагаю, что Вы – счастливый обладатель андроид-устройства и, естественно, компьютера на базе windows. Рассматривать iMac и совместимые устройства я, к сожалению, не имею возможности, но уверен, там все происходит подобным образом. Примеры будут на основе Ableton, хотя можно использовать и другие секвенсоры с поддержкой миди. Теперь насчет андроид-устройства. В моем случае – это телефон Lenovo A750 с Android ICS 4. Опять же, на более ранних ОС я не имею возможности проверить, так что будем отталкиваться от такой конфигурации.

Программы я выбрал бесплатные, доступные на сервисе Google-Play. Ссылки будут указаны далее. Первая – это Touch OSC (https://play.google.com/store/apps/details? >

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.

Таким образом, аудиовыход должен быть синхронизирован со скоростью самих аудиодорожек, которые не всегда симметричны. Это означает, что существует несколько разных ЦАП для разных классов USB Audio.

• 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.

Подключение колонок разных производителей

Разницы в подключении нет – используются кабеля, стандартные 3.5 мм или оптические, коаксиальные. Все зависит от характеристик аудиосистемы. Например, колонки Sven SPS-619, мощностью 20 Вт, подключаются к ПК через порт mini-jack 3.5 мм. «Прокачанные» модели, на 540 Вт, например, Edifier S760D, предусматривают соединение через стерео и многоканальные аналоговые входы, цифровой коаксиальный и три оптических.

Выпускают и беспроводные колонки, подсоединяемые к источнику звука по Bluetooth. Компактных размеров портативная колонка JBL выдает звук порой более четкий, чем компьютерная акустика. Правда модуль беспроводной связи есть не на каждой материнской плате. В таких случаях используют USB Bluetooth адаптер.

Touch OSC

Это приложение отличается от предыдущего мультиплатформенностью. Его клиент доступен не только для андроида, но и для iOs. А сервер, соответственно, может работать и на mac-совместимых компьютерах. Но я буду рассматривать связку android+windows 7, как и упоминал выше. Сервер для windows можно скачать на официальном сайте по этой ссылке: https://hexler.net/pub/touchosc/touchosc-bridge-1.0.1-win32.zip.

Устанавливаем его в телефон и на ПК, если все верно, то в системном трее на ПК появится иконка TouchOSC bridge (рис. 9).

Настройка программы SoundWire

На первом этапе работы с утилитой SoundWire нужно загрузить и установить программу на компьютер — есть клиент для операционной системы Windows и Linux. Она выполняет роль сервера, где отображается IP-адрес и расположены инструменты для регулирования уровня громкости.

Второй этап — скачивание утилиты SoundWire с Google Play на смартфон (бесплатно).

На третьем этапе работы с SoundWire нужно запустить приложение на компьютере и смартфоне. На экране гаджета откроется окно, где нужно выбрать сервер. В строке «Server» по умолчанию стоит режим (Auto locate). Утилита автоматически определит IP-адрес. Если система не может найти подходящий сервер, выполните соединение вручную. Для этого укажите Server Address в строке ввода информации — он отображается в главном окне программы на компьютере.

Синхронизация между устройствами — ПК и гаджетом — выполняется через Wi-Fi. По этой причине они должны быть подключены к одной сети.

После подключения можно запускать музыку или видеоролики на компьютере. Звук будет передаваться на смартфон и воспроизводиться через динамики гаджета. Также в программе для ПК есть функция записи звука. Регулировка громкости осуществляется через смартфон или стандартными средствами Windows.