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真無線時代來臨!淺談藍牙技術及高音質的編解碼器
TechADlux 發表於2018-04-03 15:46:13  
藍牙新勢力崛起
入取消 3.5mm 的行列,接著推行 aptX HD、LDAC、LHDC 等高音質編碼技術,大幅提升音質表現;近年更出現「真無線」耳機類別,讓您通勤聽音樂時,不必擔心線材扯到或纏繞的麻煩了。

【文章導讀】

邁向全新的無線時代 - Bluetooth 5.0

市場主流的藍牙音訊協定 - HSP、HFP、A2DP、AVRCP

編碼技術也要追求「高音質」 - aptX HD、LDAC

您不可不知的藍牙耳機類別

 

 

邁向全新的無線時代 - Bluetooth 5.0

藍牙技術始於 Ericsson 公司制定的無線通訊方案,其命名來自 10 世紀丹麥與挪威國王 - 藍牙哈拉爾的綽號「Blåtand」。

1999 年由 Ericsson、Nokia、Toshiba、IBM、Intel 等組成 SIG (Special Interest Group)聯盟,制定短距離、低功耗且快速配對的無線通訊標準,同年 SIG 聯盟與 Motorola、Microsoft、Lucent Technologies、Samsung 成立藍牙技術推廣組織,邁向全新的無線時代!

 

隨著藍牙標準持續演進,目前最新版本為 5.0,相較於前一個版本,傳輸資料量提升兩倍,傳輸速度提高到 2Mbps,可滿足 FLAC、WAV 的音訊播放需求,而連線距離為 300m,開始支援 mesh 相容物聯網等特性。

按照藍牙 5.0 的規範,兩組藍牙裝置能傳輸及接收資料,經過編碼封裝資料後,進行傳輸及解碼,並且以 SBC (Sub-band coding)的編碼方式,單聲道傳輸位元率達 198kbps,雙聲道傳輸位元率達 345kbps,並且擴展到 AAC (Advanced Audio Coding),支援多達 48 組音軌。

 

 

市場主流的藍牙音訊協定 - HSP、HFP、A2DP、AVRCP

​HSP、HFP、A2DP、AVRCP 是最常見的藍牙音訊協定,先來簡單介紹這些協定;首先是 HSP和 HFP 用於通話音訊,A2DP 和 AVRCP 則用於媒體音訊,其中 A2DP 會影響藍牙音訊的傳輸品質,下文來詳細介紹。

 

  • HSP (Head-Set-Profile)

HSP 可供手機與藍牙耳機使用,提供兩者之間通訊的基本功能。

 

  • HFP (Hands-free-Profile)

HSP的基礎上增加擴展功能,讓車載免提裝置來控制手機,以及控制藍牙裝置接聽、拒絕、掛斷等操作。

 

  • A2DP (AdvancedAudio Distribution Profile)

A2DP 為藍牙立體聲音訊傳輸規範,透過藍牙非同步的方式傳輸高品質音源,相比起 HFP 和 HSP 的單聲道規格,能傳輸更高品質的立體聲音訊。只要連接裝置支援 A2DP 協定,兩方都能以16bit/44.1kHz 的傳輸音訊;倘若有一方沒有支援 A2DP,僅能以 8bit/8kHz 的免手持裝置規範(Handsfree Profile)傳輸模式。

 

  • AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile)

AVRCP為音訊與視訊控制規範,可控制串流媒體,例如暫停/停止/播放/音量控制及其它遠端操作,讓藍牙耳機控制上一曲/下一曲/暫停/播放。

 

 

編碼技術也要追求「高音質」 - aptX HD、LDAC

隨著科技進步和智慧型手機的日漸普及,使得藍牙耳機成為市場新寵兒。現在主流的編碼技術有 AAC、SBC、aptX、aptX HD、LDAC,其中 aptX、aptX HD、LDAC 率先支援無損壓縮規格。

 

CSR (Cambridge Silicon Radio)是高通收購的子公司,後者為 Android 裝置的主要處理器供應商,持有無以數計的通訊技術專利。早期 CSR 為了錄音室的監聽需求,基於藍牙協定並重新修改編碼,於是誕生了 aptX,具備更低的延遲特性、更好的音訊壓縮處理等,最高傳輸位元率達 352kbps,符合無線傳輸 CD 音質的需求。

2016 年發表的 aptX HD 著重強化音訊規格,由原先的 16bit/48kHz 提升至 24bit/48kHz,採固定壓縮的方式,相對不容易受干擾,最高傳輸位元率達 576kbps,符合日本音響協會制定的 Hi-Res 認證標準,可相容 aptX 編碼技術。

 

影音巨人 SONY 對高音質的無線音訊傳輸顯然有不同看法,早早佈局 LDAC 無線編碼技術,進一步提升無線音訊傳輸量,最高支援 24bit/96kHz 的音源規格,減少音訊轉換時的延遲及損失。

LDAC 的傳輸位元率有 990kbps (音質優先)、660kbps (標準)、330kbps (連接優先),採動態壓縮的方式,最高傳輸資料量約 SBC 的三倍,大幅強化音訊品質,而且在 Android 8.0 開始支援 LDAC 編解碼器,手機及播放器用戶都能享受到 LDAC 帶來的技術優勢。

註:LDAC 的接收端裝置須取得 SONY 授權,採用晶片也得經過驗證。

 

 

您不可不知的藍牙耳機類別

▲Audio-Technica ATH-CKR7TW 真無線耳機,訴求原音重現為理念。

 

隨著電子元件的微型化和電源管理最佳化,終於誕生出真無線耳機(True Wireless Earbuds),入眼所見沒有任何連接線,完全以藍牙配對的方式傳送立體聲音訊,上圖的 ATH-CKR7TW 就是此一類型。

「Sound Reality」系列的第一款真無線耳機 ATH-CKR7TW 在今年九月發表,基於原音重現的理念,搭載大口徑的 11mm DLC 塗層振膜,將高音質 DAC 與耳擴電路濃縮進小巧的外殼內,編解碼器支援 AAC 和 aptX,最高續航時間約 6 小時,搭配充電盒能再使用 9 小時。

 

▲JVC HA-FW02BT 頸掛式藍牙耳道,內建高音質技術 K2 TECHNOLOGY。

 

因應體積與續航需求,藍牙耳機發展為頸掛式的設計,將耳機線延伸至左右耳,取而代之的是機構空間更大,可容納無線傳輸模塊和電池,降低耳機本體的重量,使得續航時間更長,更兼顧舒適的配戴感。

今年 JVC 的耳機新品開始藍牙化,為了喜愛聽音樂的玩家推出 WOOD Wireless 02 inner (HA-FW02BT),搭載獨家高音質技術 K2 TECHNOLOGY,經過波形校正處理,還原壓縮音源丟失的音樂訊號,最佳化藍牙音訊,支援藍牙 4.2 版本,編解碼器對應 SBC、AAC、aptX,每組編解碼器均有最佳化的波形校正參數,並且支援 NFC,內建語音助手功能,最高續航時間約 7 小時。

此外,HA-FW02BT 延續拆卸式線材設計,採用主流的 MMCX 換線接口;有趣的是將藍牙耳機線接在 HA-FX850、HA-FX1100、HA-FW01、HA-FW02、HA-FD01、HA-FD02 等製品上,直接當作藍牙耳機使用。

 

▲SONY WH-1000XM3 藍牙降噪耳罩,重量更輕、降噪效果更棒了!

 

SONY 每年發表的藍牙降噪耳罩絕對是商務人士的關注焦點,最新款的 WH-1000XM3 堂堂邁入第三世代,採用輕量化機身設計,與全新開發的 QN1 高音質降噪處理器以 32bit 處理音頻訊號,宣稱降噪效果達到「業界最高級別」,大幅減少飛機的低頻噪聲及人聲嘈雜的中高頻噪聲。

WH-1000XM3 內建低失真的 DAC 與耳擴電路,當播放高解析以外的音源時,透過 DSEE HX 升頻到接近 Hi-Res 音源水準,配合專屬應用程式「Sony|Headphones Connect」,可進行細微的降噪及音質設定。

     
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