Что такое поддержка apt x в наушниках. Что на самом деле происходит в наушниках

Всякий владелец мобильного телефона в курсе, зачем нужен Bluetooth. Зачем нужен Bluetooth на аудиокомпоненте за тысячу-другую евро, осознают далеко не все. попробуем разобраться.

Основная область применения Bluetooth — связь мобильных гаджетов друг с другом. Последнее нововведение — функция MFC, когда приборы соединяются автоматически, оказавшись на близком расстоянии друг от друга. Нужно просто приложить мобильный телефон к Bluetooth-колонке, и она тут же появится в меню вашего девайса и сможет принимать музыкальный сигнал.
Если не тревожить досужие журналистские каламбуры на тему синевы зубов и скандинавского фольклора, то Bluetooth представляет собой один из протоколов беспроводной связи, который работает на частоте 2,4—2,4835 ГГц. Речь идет об участке радиодиапазона, специально выделенном для нужд бытовой электроники и свободном от лицензирования. Он так и называется официально — ISM, то есть Industry, Science and Medicine. Для надежности передачи модулированных данных несущая частота меняется 1600 раз в секунду по определенному алгоритму, условленному между приемником и передатчиком. Таким образом, множество Bluetooth-nap будут пускать свои циферки то по одному, то по другому капилляру без риска нарваться друг на друга. Что-то подобное используется и при мобильной GSM-связи. Устойчивость связи данного способа вполне хороша, разве что всегда будет иметь место небольшая задержка на приемнике.

Первая спецификация на Bluetooth была оформлена в 1998 году и за десяток лет пережила несколько апдейтов. Как все понимают, аудио в этом комплексе занимало лишь одно из мест, и далеко не первое. Главная идея была объединить мобилки, фотоаппараты, компьютерную периферию, а также и многочисленные аксессуары. Впоследствии на этом славном пути находилось место как мегапроектам (например, Bluetooth-адаптер компании AIRcable с радиусом действия аж до 30 км), так и потешным курьезам. Хакеры-озорники с помощью Android-планшета наловчились подключаться по Bluetooth к меню знаменитых японских унитазов, славных своей функциональной изощренностью. С каждой новой итерацией канал пропускания у Bluetooth становился все шире. В версии 2.0 скорость превысила 2 Мбит/с, а в четвертом изводе (ныне здравствующем) возможны несколько режимов работы — классический, высокоскоростной с теоретическим пределом 24 Мбит/с и экономный, с низким потреблением.

Какими бы ни были прекрасными вести о широте канала, но пользователи беспроводных наушников и Car Audio систем с Bluetooth сталкивались с одним непреложным фактом. Музыка, переданная по Bluetooth, по сравнению с кабельным подключением звучит словно из унитаза, пускай и того самого, электронно-японского. Растут искажения и неравномерность АЧХ, ужас. Как выясняется, дело здесь уже не столько в пропускной способности, а в конфигурации самого профиля A2DP, предназначенного для стереоаудиоданных. В штатном режиме работы Bluetooth трансляция аудиофайла в целости и сохранности невозможна. Ваш убитый МРЗ подвергается дополнительной переупаковке с потерями данных кодеком Sub Band (SBC), который вообще ведет себя как настоящий волюнтарист. В зависимости от условий связи он может перестраховаться и снизить собственный и без того невысокий битрейт, лишь бы не прервался контакт. Любители командной строки, конечно, как-то исхитряются на компьютере с помощью менеджера Bluesoleil выставить приоритет кодека MPEG, но все эти развлечения из разряда узкоспецифических. Так бы и оставался наш Bluetooth уделом пользователей невзыскательных, которым там бумкает что-что в гарнитуре, да и ладненько, если бы не новое слово из трех, простите, четырех букв — aptX.

Забавно, что работы по этому аудиокодеку начались, когда еще никаким Bluetooth, даже GSM не пахло. Разработчики из Queen"s University Belfast School в 80-х планировали использовать aptX для нужд трансляции с помощью компьютерной техники. Отличительной особенностью алгоритма является низкая нагрузка на процессор. Собственно, главным образом за это его Bluetooth-консорциум и взял под крыло. Появилась возможность заикнуться о лосслес-аудио без проводов. В частности, передача аудиопотока с параметрами 16 бит/48 кГц потребует от процессора всего-то 10 млн операций в секунду на кодере и шесть на приемнике. Поверьте, это вполне по-божески по нынешним временам. Теоретически aptX поддерживает частоту дискретизации даже до 24 бит/96 кГц. Правда, в этом случае 100% лосслес уже не гарантируется, разработчик признается, что на каких-то коротких участках будут потери, но в любом случае диапазон частот в 20 кГц будет обеспечен с головой.

К счастью, идея с aptX оказалась популярной, ее внедрили в свои сматрфоны Apple и Samsung и такие известные производители наушников, как Sennheiser (модели MM400-X и MM500-X). Так что ищите заветную аббревиатуру на Bluetooth-совместимых компонентах и будем надеяться, что в беспроводном пространстве ни один бит не упадает с шерстки нашего любимого трека.

По материалам издания Stereo&Video
текст Ярослав Годына

В последних флагманах и музыкальных смартфонах часто появляется характеристика поддержки AptX. Разбираемся, что это и как работает.

Что такое AptX?

Технология AptX позволяет получить по-настоящему качественный звук в Bluetooth-наушниках. Ее суть заключается в сжатии звуковой дорожки при передаче данных в условиях ширины пропускного канала Bluetooth.

Отказ производителей смартфонов от разъема для наушников становится все более популярным решением и одной из ключевых тенденций на ближайшие годы. Отсутствие разъема 3,5 мм в смартфонах Apple мотивирует других производителей переходить к системе беспроводной передачи звука.

Стереотип о недостаточном качестве музыки в проводных наушниках связан с ограничением в передаче частот в технологии A2DP, которая искажает звучание оригинального файла. AptX корректно передает файлы с высоким битрейтом. Современный способ сжатия Lossless-файлов позволяет передавать качественный звук с помощью . Учитывая все преимущества, кодеку пророчат массовость и повсеместное распространение.

Преимущества

Принцип работы кодека заключается в том, что он позволяет сжимать аудиофайл для передачи данных с битрейтом до 352 Кбит/сек. Модификация от Qualcomm - AptX HD - поддерживает битрейт до 576 Кбит/сек.

Для передачи данных на наушники или аудиосистему используется метод уплотнения аудиопотока, который требует высокой производительности от принимающего устройства. Доступный диапазон частот варьируется в пределах от 10 до 22000 Гц, обеспечивая качество звука практически равное CD, но пока не дотягивающее до винила.

Особенности и требования

Важным фактором при выборе устройства с технологией AptX считается его автономность и производительность. Кодек требует больших затрат энергии на декодирование и воспроизведение полученных данных, нагружая при этом железо.

Залогом корректной работы всех звеньев звуковой цепи является поддержка кодека на обоих устройствах - и смартфоне, и наушниках. В этом случае качество звука будет максимально высоким. Если же один из гаджетов не поддерживает кодек, звучание обеспечит стандартный драйвер, следовательно, оценить технологию не получится. Отметим, что большинство современных флагманов уже поддерживает AptX: Samsung Galaxy S7 и S8, OnePlus 5T, LG G5 и G6, Huawei Nova 2 и другие.

Надоели наушники с постоянно отрывающимся джеком и раздолбанное гнездо в компьюетер. Решил отказаться от проводов и стал прсматриваться к FM-гарнитуре, но по отзывам понял, что мой вариант это блютуз.

Однако и тут есть свои сложности.
FM-гарнитура – это по сути FM приемник и передатчик. Никакого кодирования перед передачей и раскодированием звука после приема не происходит, а значит нет отставания звука от картинки на мониторе.
В случае с блютуз между передачей аудио в цифровом формате и его приемом + раскодированием до уровня звуковых колебаний проходит определенное время. И чем слабее версия блютуз, тем больше отставание звука от картинки.
Изучая тему, набрел на информацию о профилях и кодеках поддерживаемых версиями блютуз. Как выяснилось, обладая одним и тем же набором поддерживаемых профилей, блютуз гаджеты от разных производителей могут вести себя по-разному в плане отставания аудио от видео. Все дело заключается в кодеках кодирования и раскодирования потока.
На сегодняшний день самым продвинутым, скоростным кодеком является кодек Aptx, реализованный в чипах CSR8645.
На основе данного чипа в Китае выпускаются блютуз модули CSR8645 с поддержкой Aptx.
Заказал себе такой по цене 5,2 $ с бесплатной доставкой в наши края на момент покупки.
Однако получив посылку был очень удивлен – заказывал вот этот




а получил вот это:




Т.е. в посылке оказался нужный мне модуль, но в комплектации с внешним двухканальным усилителем по цене без него.




Спор затевать не стал из скромности), а там могли и уволить кого-то. За ошибку благодарю, хотя и не ловко.

Теперь обо всем по порядку.

Технические характеристики модуля блютуз:
1. версия Bluetooth: 4.0
2. напряжение питания: DC3.6V-4.2V
3. поддерживаемые протоколы Bluetooth: HFP V1.6/ V1.2 A2DP/ AVRCP V1.4/ HSP V1.2
4. рабочий ток: ≤30mA
5. ток в режиме ожидания: < 50uA
6. температурный диапазон: -40 ~ + 80 по Цельсию
7. дальность передачи:> 10 м
8. мощность передатчика: CLASS1/CLASS2/CLASS3, 9dbm (Макс)
9. диапазон Частот:2.4 ГГЦ ~ 2.480 ГГЦ
10. внешний интерфейс: PIO/ SPI/ I2S/ PCM/ USB
11. аудио кодеки: AAC/ MP3/ SBC/ APTX

Заглянул в даташит и обнаружил еще несколько очень интересных функций:
1.Возможность подключения двух микрофонов
2. 5-ти полосный настраиваемый эквалайзер
3. шумоподавление микрофонных входов, в том числе ветра!!!
4. распознавание голоса для функции свободных рук во время ответа на вызов
5. подключение двух телефонов одновременно
6. возможность програмирования
7. Внимание: контроль заряда литиевого аккумулятора!!!

Благодаря весьма скромным размерам (27*13,3 мм только блютуз и 29*30,5 мм с усилителем.) модуль можно инсталировать практически куда угодно.
Назначение выводов:


Относительно програмирования сказать ничего не могу. Якобы для этого требуется какой-то специфический программатор. Но мне эта функция, как и большинству потребителей вряд ли будет интересна.
С эквалайзером тоже не смог разобраться, но верю что он есть – производитель чипа Cambridge Silicon Radio дорожит своей репутацией. Скорее всего эквалайзер активируется определенной комбинацией кнопок, но даже с дефолтными установками звук просто отличный, а его настройку можно сделать на источнике (компьютер, телефон и т. д.)
Внутренняя схема контроля заряда аккумулятора может обеспечивать зарядный ток на уровне 200 мА, для больших токов требуется внешний транзистор с подключением согласно даташиту. При снижении напряжения на аккумуляторе до 2,8 вольта, контроллер отключает питание.

Схема подключения внешних компонентов для реализации гарнитуры для телефона крайне проста:


С подключением светодиодов, аккумулятора и кнопок управления все предельно ясно. Есть некоторые оговорки по подключению наушников/динамиков (далее по тексту Н/Д) и микрофонов – каждый Н/Д подключается двумя отдельными проводами, объединять провода массы нельзя иначе полулим возбуждение и фон. На первый взгляд не очень удобно, зато хорошая развязка каналов и отсутствие взаимопроникновения сигналов из канала в канал. Допускается подключение Д/Н сопротивлением 16-32 Ома.

Поскольку сейчас применяются электретные микрофоны, то для их работы требуется подать питание, что и реализовано выходом модуля Mic Bias.
В моем случае (модуль блютуз на плате усилителя мощности) все неоходимые внешние компоненты уже размещены на плате усилителя мощности – светодиоды с токоограничивающими резисторами, внешние цепи одного микрофона (если нужен второй, то придется подпаивать аналогичные цепочки непосредственно к модулю блютуз).
К присланной мне комплектации кнопка POWER отсутствует. Модуль по умолчанию находится в спящем режиме и для его активации следует нажать и удерживать в течении нескольких секунд кнопку PLAY, после чего модуль включается и коннектится с источником сигнала (другим блютуз устройством).
Таким образом для управления нужно только пять кнопок – Play, Vol+,Vol-, Track+, Track-.
Один контакт каждой кнопки соединяется с соответствующим выводом на плате, а второй контакт каждой кнопки подключается к выводу COM. В тестовом режиме провод, подпаяный к точке COM, просто замыкал с Play, Vol+,Vol-, Track+, Track-. Управление работает отлично.
Сопряжение с телефоном и ток потребления в режиме ожидания.

Что могу сказать об стерео усилителе?
Он построен на двух одноканальных усилителей звука HT6872. Оба канала полностью независимы друг от друга. Динамики, уже с сопротивлением от 4-х Ом, так же подключаются каждый своей парой проводов. Для использования модуля с усилителем в качестве основы для блютуз наушников или колонок это удобно. В остальных случаях, где требуется использование общей массы двух каналов придется применять дополнительные схемные решения. Каждый канал развивает мощность в 3 Ватта.
Допускается питание модуля с усилителем мощности напряжением до 6,5 Вольт – на плате усилителя стоит стабилизатор 7536. От входного напряжения (до 6,5 Вольт) питается усилитель, а от полученных 3,6 В – модуль блютуз.
В продаже так же встречаются блютуз модули с другим усилителем. Там применена одна микросхема и для подключения динамиков требуется три провода.
Качество звука просто отменное, очень порадовали низкие частоты, микрофон чувствительный. На расстоянии одного метра от микрофона абонент меня слышит прекрасно. Дальность связи порядка десяти метров.
Конструкция «на коленке» и результаты замеров тока потребления на максимальной и средней громкости.

За качество фото прошу простить – фотоаппарат приказал долго жить.