文本直送科技新聞: 甚麼是 Lightning 與 USB Type-C 耳機,它們跟傳統的耳機哪裡不同?

文本直送科技新聞: 甚麼是 Lightning 與 USB Type-C 耳機,它們跟傳統的耳機哪裡不同?

圖片擷取自:樂視

在談論到下一代 iPhone 時,不少人應該都會看到關於蘋果打算取消 3.5mm 耳機孔,並改由 Lightning 連接耳機這件事情,而昨天中國品牌樂視也搶先在新發表的手機取消 3.5 耳機孔,並提供 USB Type-C 耳機,這兩種耳機到底與目前採用 3.5mm 的耳機有甚麼不同,這樣的意義又是甚麼呢?

可以理解的是,由於手機廠商希望能夠使手機更薄,此外也簡化設備上的端子,故乾脆把手機上唯二的端子再次整合,讓手機在外觀上僅剩下一個通用的數位介面,這也是在手機設計極度追求輕、薄之後的發展。

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在傳統手機發聲的結構之中,是由手機內負責將數位訊號轉換為類比的 DAC ( Digital Analog Converter )先將數位檔案變成類比的訊號,然後再經過擴大晶片將訊號放大之後,輸出給 3.5mm 的端子,把已經轉換成類比的訊號傳遞到耳機的單體之後發出聲音。

目前手機的做法有幾種,其一是直接透過處理器整合的數位類比轉換架構,把類比聲音輸出給擴大晶片,另外就是透過獨立的數位類比轉換晶片再輸出給擴大晶片,還有一種是輸出把數位類比轉換與擴大整合的晶片,然而無論哪一種架構,先經過數位類比轉換後擴大的過程都是必備的。

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無論是 Lightning 耳機,或是 USB Type-C 介面,都是透過數位的方式連接,並未具備類比輸出的功能(雖蘋果早期 30pin 是可轉換為類比輸出,但 Lightning 已經取消類比輸出),不過在耳機發出的聲音卻是類比的,到底要如何驅動以類比方式發聲的單體?簡單的說,就是把原本在手機內部的數位類比轉換晶片換到耳機上進行。

簡單的說,驅動耳機的程序不變,改變的只是結構放置的位置,把原本的數位類比晶片與擴大晶片藏到數位耳機的設計之中,簡言之相較原本的 3.5mm 耳機,數位耳機的成本會更高,尤其是 Lightning 與 USB Type-C 介面這兩種標榜正反皆可插入的設計。

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由於 Lightning 與 USB Type-C 考慮到使用便利與乘載更高的數據量、供電量,所以把接點變成雙面,同時 Lightning 與 USB Type-C 需要正反面皆可使用,相較僅單面接點並有指向性的 microUSB ,需要多一顆溝通與轉換晶片,在設備插上去之後與手機進行溝通,確認輸出的訊號點一致,並在最後把訊號整合,才能正反面皆可使用,而這僅是端子的成本。

另外就是在耳機端需要多數位類比轉換晶片與放大結構,且因為不能增加太多耳機重量,所以一定是使用手機內部輸出的電力,不會額外加裝電池設計,所以挑選的數位類比轉換晶片與擴大晶片需要符合低電壓啟動與低電流運作,避免手機端供電不足造成耳機無法正常運作。

此外,無論是 Lightning 或是 USB Type-C ,相較於手機內建的耳機驅動結構,都多了一個需要將數位音訊訊號先轉換為 Lightning 與 USB 訊號的過程,所以數位耳機需要再多一顆解碼晶片把接收到的訊號轉為 SPDIF ,否則目前多數的數位類比轉換晶片是無法直接辨識 USB 與 Lightning 訊號的。

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但其實說穿了,無論是 Lightning 耳機,或是 USB Type-C 耳機,在意義上與現行市面上能買到的手機用 DAC 整合擴大機是類似的意思,差別只在於這些數位耳機是直接把耳機與數位擴大機整合,同時在電力與尺寸有較嚴苛的需求。

相較 Android , iOS 的 MFI 規範有其優點與限制存在,通過 MFI 的 Lightning 耳機意味著只要接上 iPhone 、 iPad 就可隨插即用,且蘋果原本就有在 iOS 系統中預載 USB 音效驅動,除非是早期的 30 PIN 設備,否則不會遇到相容性問題;不過 MFI 對於設備的耗電以及數位訊號接收晶片格式有硬性要求,像是數位接收晶片僅允許最高 24bit 48kHz 格式,也限制了一些耳機與高規格音訊檔的表現能力。

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而目前的 Android 陣營雖到 Android 5.0 之後開始再系統底層加入對 USB 音訊的通用驅動,不過由於 Android 某種程度還是允許廠商作些許的調整,導致部分入門機種為了節省系統儲存空間拿掉 USB 驅動,其次一些機種由於加入較複雜的 USB 連接功能而修改驅動,導致連接 USB 音訊裝置會偶遇狀況不穩定的情形。


取消耳機孔是必然的趨勢嗎,筆者實際上是存疑的,因為如此一來數位耳機的複雜度比起傳統耳機更高,同時耗損率也更高,畢竟線材的耐用性等同於 Lightning 與 USB 3.1 線材,且耳機內一旦擴大端或是耳機端毀損,都等同於耳機失效;不過以廠商巴不得消費者快點把消耗品用壞的情況下,或許取消耳機孔更像是一種變相賺錢的陰謀論呢。

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