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真無線耳機新時代!淺談藍牙 & 高音質編碼技術
TechADlux 發表於2018-04-03 15:46:13  
藍牙新勢力崛起 - 真無線耳機
自從 Apple 率先消滅耳機孔,全面擁抱藍牙技術後,另一個陣營的 Android 也加入取消 3.5mm 接口的行列,接著高音質編碼技術百家爭鳴,讓藍牙耳機的音質不在受限;更別說近年大熱的「真無線」耳機類別,讓您通勤聽音樂時,免去線材拉扯或纏繞的麻煩了。

【文章導讀】

藍牙為何命名為「藍牙」

邁入新時代的藍牙 5.0

市場主流的藍牙音訊協定

高音質化的無線編碼技術

您不可不知的藍牙耳機類別

如何挑選藍牙耳機或真無線耳機呢?

選購真無線耳機有什麼需要注意的地方?

 

 

藍牙為何命名為「藍牙」

藍牙始於瑞典 Ericsson 公司制定的無線通訊方案,命名源自 10 世紀的丹麥與挪威國王 - 藍牙哈拉爾的綽號 Blåtand,譯作中文即是「藍牙」。

1999 年時,由 Ericsson、Nokia、Toshiba、IBM、Intel 等公司組成 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。

 

 

邁入新時代的藍牙 5.0

隨著藍牙標準持續演進,新版本推進到 5.0,相較前一個版本,傳輸頻寬提升兩倍,傳輸速度提高到 2Mbps,滿足 FLAC、WAV 等音訊的無線傳輸需求,通訊距離提升四倍,同時功耗保持不變,並且相容 mesh 物聯網等特性。

依照藍牙 5.0 的規範,兩組藍牙裝置能傳輸與接收資料,經編碼封裝資料後,再進行傳輸及解碼,通過 SBC (Sub-band coding)編碼方式,單聲道傳輸位元率達 198kbps,雙聲道傳輸位元率達 345kbps,更擴展到 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 是最常見的藍牙音訊協定,先來簡單介紹這些協定;首先 HSP、HFP 使用於通話音訊,A2DP、AVRCP 則應用於媒體音訊,但 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。

 

 

高音質化的無線編碼技術

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,成為高音質編碼技術。

 

CSR (Cambridge Silicon Radio)是高通收購的子公司,後者為 Android 裝置的 SoC 主要供應商,持有無數的通訊技術專利。早年 CSR 為了錄音室的監聽需求,基於藍牙協定並重新修改編碼,從而推出 aptX 編碼技術,具備更低延遲、更好的音訊壓縮處理等特性,最高位元率達到 352kbps,滿足無線傳輸 CD 音質的需求。

2016 年高通發表高音質編碼技術 aptX HD,升級重點放在強化音訊規格,從原先的 16bit/48kHz 提升至 24bit/48kHz,採用固定壓縮的傳輸方式,更不容易受環境中的訊號干擾,最高位元率達到 576kbps,符合日本音響協會制定的 Hi-Res 認證標準,強調能相容 aptX 編碼技術。

 

自高通先後發表 aptX、aptX HD、aptX Low Latency,全新編碼技術 aptX Adaptive 也隨之誕生,依據無線傳輸環境調整延遲及最佳化音質表現,提升各類環境的無線連接穩定性。

相比高通的其他編碼技術,aptX Adaptive 改成可變比特率傳輸,會自動選擇高品質音訊或者低延遲、低位元率傳輸,適合播放影片、音樂、遊戲等廣泛用途。

 

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

LDAC 的傳輸位元率有 990kbps (音質優先)、660kbps (標準)、330kbps (連接優先),採用動態壓縮的傳輸方式,傳輸資料量約為 SBC 的三倍,而且在 Android 8.0 開始支援 LDAC 編解碼器,今後安卓手機及播放器用戶都能享受 LDAC 帶來的技術優勢。

 

註:LDAC 的接收端裝置須取得 SONY 授權,採用晶片亦須經過驗證。

 

 

您不可不知的藍牙耳機類別

市面上常見的藍牙耳機有藍牙耳罩、頸掛式藍牙耳道、真無線耳機等,現在最夯的不外乎是降噪功能的藍牙耳罩,以及各家必爭之地 - 真無線耳機市場。

 

▲Audio-Technica ATH-CKS5TW 真無線耳機,追求充滿魄力的低音表現!

 

隨著電子元件的微型化與電源管理最佳化,真無線耳機(True Wireless Earbuds)成為消費級市場的火熱產品,代表過去藍牙耳道的最新進化型態,入眼所見沒有任何線材連接,具有體積小、容易攜帶、方便充電等優點,但受限於電池容量,可能面臨續航力不足的問題。

2019 年秋季上市的 ATH-CKS5TW 改善上述缺點,充滿電能連續播放約 15 小時,配合充電盒,總續航時間約 45 小時,耳機充電時間約 2 小時,充電盒充電時間約 3.5 小時。

ATH-CKS5TW 規格也有亮點,採用一組 10mm 大口徑雙層振膜的動圈單體,透過兩種不同硬度的振膜材質(PEEK+TPU),呈現出深沉低頻與清晰的中高頻,頻率響應範圍達到 5Hz~40kHz,內側為放射狀設計,可改善聲音損失,隨附的 3D 輔助環能穩固佩戴,降低耳機掉落、遺失的可能性。

ATH-CKS5TW 也支援藍牙 5.0 版本與 SBC、AAC、aptX 編解碼器,音訊傳輸協定支援 A2DP、AVRCP、HFP、HSP,並內建 MEMS 麥克風能進行通話用途。若搭配專屬應用程式「Connect」,可從地圖上查看藍牙連結的裝置、變更編解碼器或其他細部設定。

 

▲Audio-Technica ATH-ANC400BT 頸掛式藍牙耳道,降噪性能達到業界最高水準!

 

因應體積與續航需求,藍牙耳機逐漸發展為頸掛式的設計,將耳機線延伸至左右耳,優點是機構空間更大,可容納無線傳輸模塊和電池,降低耳機本體的重量,使得續航時間更長效。

2019 年秋季發表的 ATH-ANC400BT 頸掛式藍牙耳道,強調擁有業界最高水準的降噪性能,採用 QuietPoint 數位混合噪聲消除技術,兩側搭載 2 組麥克風,結合兩種降噪方式,產生反向波來抵銷噪音,適合播放音樂、影片與通話用途。

ATH-ANC400BT 展現鐵三角強大的技術力,搭載口徑達 12mm 的動態驅動單體,採用雙層振膜結構,令頻率響應範圍達到 5Hz~40kHz,通過 IPX2 防水標準,支援藍牙 5.0 版本和 SBC、AAC、aptX、aptX HD 編解碼器,還有快速聽見功能,不必取下耳機也能聽到車站或機場廣播。

除了提供 USB-C 接口外,ATH-ANC400BT 甚至支援 3.5mm 的有線連接方式,經智慧型手機連接「Connect」應用程式,可調整降噪模式及其他細部設定。

 

▲SONY WH-1000XM3 藍牙降噪耳罩,相比前代重量更輕、降噪效果更棒了!

 

最後介紹下降噪技術;原理是通過麥克風偵測環境噪音,經晶片運算發出反向波抵銷環境噪音,對於常通勤或在外出差的商務旅客們,能夠在噪音擾人的環境中,建立起無聲的私人空間。

SONY 每年發表的藍牙降噪耳罩絕對是商務人士的關注焦點,去年推出的 WH-1000XM3 堂堂邁入第三世代,針對機身設計輕量化,減少耳機重量外,更採用全新開發的 QN1 高音質降噪處理器,以 32bit 處理音頻訊號,最大限度減少飛機的低頻噪聲和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,SONY 甚至開發應用程式「Sony|Headphones Connect」,讓使用者直觀地調整細微的降噪及音質設定。

2019 年春季,SONY 官網釋出韌體更新,對象涵蓋 WH-1000X 全系列耳罩,更新完後加入 Amazon Alexa,支援更多元的語音助理功能。

 

 

如何挑選藍牙耳機或真無線耳機呢?

如果你是商務旅客,經常搭飛機出差,或者固定工作環境有定頻噪音,那麼選擇一款降噪功能的藍牙耳機是不錯的選擇,減少噪音干擾的同時降低聆聽音量,既保護聽力又能專注欣賞音樂,一舉數得!

如果是通勤或是運動使用,建議考慮藍牙耳道或真無線藍牙耳機,小巧方便攜帶又不容易悶熱出汗,部分型號標註防塵防水等級,適合短時間聽音樂放鬆壓力或高強度的運動用途,續航力偏弱的缺點就不那麼重要了。

 

 

選購真無線耳機有什麼需要注意的地方?

真無線耳機有三種使用模式;第一種是主耳與手機完成配對後,再連接另一耳的真無線耳機,優點為配對方便,傳輸簡單,缺點為主耳的電量容易沒電;第二種是雙邊分離,彼此能夠獨自使用,優點為單耳通話時,只佩帶單邊耳機也沒問題,缺點為高通的新晶片才能實現功能;第三種是少見的 NFMI 近場磁感應技術,左右耳通過低頻率的無線電傳輸配對,缺點為雙邊傳輸距離較短,取下單邊耳機後會沒有聲音。

因為真無線耳機體積極小,代表內建電池的電量不夠充裕。過往使用真無線耳機約 2~3 個小時就沒電了,即使導入快充技術,只能勉強應付一天通勤的使用時間。2019 年開始,許多真無線耳機的續航表現得到長足的進步,不必頻繁放進充電盒就能提供長效的音樂播放時間。

由於每個人的耳腔構造都不同,建議到品牌展示店、耳機店或耳機祭現場試戴,才能找到佩帶舒服且合乎您的耳朵形狀的真無線耳機喔!

     
TechADlux
(阿巴多)
      
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