談到下壹代iPhone,很多人應該看到蘋果有意取消3.5mm耳機孔,轉而用Lightning連接耳機。昨天,中國品牌樂視也取消了新發布手機中的3.5mm耳機接口,提供USB Type-C耳機。這兩款耳機和現在的3.5 mm耳機有什麽區別?這有什麽意義?
可以理解的是,因為手機廠商想把手機做得更薄,簡化設備上的終端,所以幹脆把手機上唯壹的終端重新整合,只在手機外觀上留壹個普通的數字接口,這也是手機設計極度追求輕薄之後的發展。
在傳統手機聲音的結構中,數字文件先通過手機中的數模轉換器(DAC)轉換成模擬信號,再通過放大芯片放大,然後輸出到3.5mm端子,轉換後的模擬信號傳輸到耳機單體發出聲音。
目前做手機有幾種方式。壹種是通過處理器集成的數模轉換架構直接輸出模擬聲音到功放芯片,壹種是通過獨立的數模轉換芯片輸出到功放芯片,另壹種是輸出數模轉換放大集成的芯片。但無論哪種架構,都需要先數模轉換再放大的過程。
Lightning耳機和USB Type-C接口都是數字方式連接,不具備模擬輸出的功能(雖然蘋果早期的30pin可以轉換成模擬輸出,Lightning已經取消了模擬輸出),但是耳機發出的聲音是模擬的。如何驅動以模擬方式發聲的單體?簡單來說,就是把手機裏原本的數模轉換芯片換成耳機。
簡單來說,驅動耳機的程序不變,只是改變了結構的位置。數字耳機的設計中隱藏了原有的數模芯片和放大的芯片。簡而言之,相對於原裝的3.5mm耳機,數字耳機的成本會更高,尤其是Lightning和USB Type-C接口,可以雙向插入。
因為Lightning和USB Type-C考慮到使用的方便性和更高的數據和電源,所以觸點變成了雙面。同時,Lightning和USB Type-C需要兩面使用。相對於microUSB的單面觸點和指向性,它需要額外的通信和轉換芯片。設備插上後,需要和手機溝通,確認輸出信號點壹致,最後整合信號,這樣兩邊都可以用,只是終端。
此外,耳機端需要多個模數轉換芯片和放大結構,並且由於耳機重量不能增加太多,必須使用手機內部的電源輸出,不會增加額外的電池設計,所以選擇的數模轉換芯片和放大芯片需要滿足低電壓啟動和低電流工作的要求,避免手機端電源不足導致耳機無法正常工作。
另外,無論是Lightning還是USB Type-C,相比手機內置的耳機驅動結構,多了壹個將數字音頻信號轉換為Lightning和USB信號的過程,所以數字耳機需要多壹個解碼芯片將接收到的信號轉換為SPDIF,否則大部分數模轉換芯片無法直接識別USB和Lightning信號。
但其實說白了,無論是Lightning耳機還是USB Type-C耳機,都和市面上能買到的手機用DAC集成放大器意義差不多。唯壹不同的是,這些數字耳機直接將耳機與數字功放集成在壹起,同時對功率和尺寸有嚴格的要求。
與Android相比,iOS的MFI規範有其優勢和局限性。Lightning耳機通過MFI意味著只要連接iPhone和iPad就可以即插即用,而蘋果原本在iOS系統中預裝了USB聲音驅動,除非是早期的30 PIN設備,否則不會遇到兼容問題;但是MFI對設備的功耗和數字信號接收芯片的格式有嚴格的要求。例如,數字接收芯片只允許最高24 bit和48 kHz的格式,這也限制了壹些耳機和高標準音頻文件的性能。
目前,雖然Android陣營在Android 5.0之後開始在系統底層增加USB音頻的通用驅動,但是因為Android在壹定程度上還是允許廠商做壹些調整的,所以壹些入門級機型為了節省系統存儲空間,去掉了USB驅動。其次,部分機型因為增加了更復雜的USB連接功能而修改了驅動,導致連接USB音頻設備時不時出現不穩定的情況。
取消耳機孔是必然趨勢嗎?筆者其實是懷疑的,因為數字耳機的復雜度比傳統耳機高,磨損率也更高。畢竟線材的耐用性等同於Lightning和USB 3.1線,而壹旦加大端或者耳機端損壞,就相當於耳機失效了。但在廠商渴望消費者快速磨損耗材的情況下,或許取消耳機孔更像是壹種變相賺錢的陰謀論。
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