Типичен читателски въпрос: Бих искал да ви помоля да обясните две различни технологии. Планирам да купя безжични слушалки за телевизор, който не поддържа Bluetooth. Но открих слушалки със собствена станция, която се свързва с телевизора само с класически аудио кабел, а безжичните слушалки след това комуникират само с него. В описанието обаче попаднах на различни видове технологии, докато някои такива двойки слушалки и станции са Bluetooth и други радиочестоти (RF). Затова бих искал да попитам какво ги прави различни и в коя технология предаването на звука е по-добро.

Въпроси от този тип са много често срещани за безжичните слушалки. Хората искат бърз отговор тип A или B, без да осъзнават, че използването на RF или Bluetooth етикета, който виждат в описанието на продукта, няма да обясни разликите в качеството на звука.

Подобно е на въпроса дали таблетът или iPad е по-добър, което е безсмислен въпрос, защото последният е подкатегория на първия. Объркването в основните дефиниции не е често вина на самите клиенти, а на маркетинговите отдели и магазини, които популяризират продуктите по този начин.

слушалки

Безжичните слушалки предават сигнала си с помощта на електромагнитни вълни и ако честотата им е в диапазона от няколко Hz до 300 GHz, ние също го наричаме радио, радиочестотен (RF) или радиосигнал.

Безжичните "RF" слушалки могат да бъдат с всякакво качество, от ужасно до страхотно. Единственото условие те да бъдат маркирани като RF е използването на радиочестотен сигнал (1 Hz до 300 GHz), което е вярно за почти всички безжични слушалки в света. Обичайната продуктова гама е 800MHz до 3.2 GHz.

Bluetooth слушалките също са радиочестотни, т.е. RF, тъй като използват сигнал на честота 2,4 GHz. Това, което ги отличава, е комуникационният стандарт, наречен Bluetooth. Слушалките от този стандарт трябва да се държат и да комуникират по специфичен начин, което ги прави съвместими с други Bluetooth устройства, така че телевизор Samsung или смартфон да могат да се свържат чрез Bluetooth, например, със Bluetooth Bluetooth слушалки.

Ако слушалките не са част от такъв стандарт, те обикновено ще бъдат свързани само със собствен радиочестотен предавател, който имат и който може да комуникира с тях.

КАКВО НАИСТИНА ОПРЕДЕЛЯ КАЧЕСТВОТО НА ЗВУКА

Различните слушалки (както и високоговорителите) имат различно качество на звука, което се получава от техните отделни компоненти за възпроизвеждане. Всяка междинна връзка между изходния аудио файл може да намали качеството и изкривяванията. Ако пренебрегнем качеството на изходния аудио файл (конкретен музикален файл или саундтрак към филм) и смятаме, че това е възможно най-доброто, качеството на звука, който попада в ушите ви, има суверенно най-голям дял качество на крайната система за механично възпроизвеждане.

Значително по-добра обработка на вибриращата структура вдясно /Fictiv/Bolt.io/

С други думи, колко добре е създадена механичната вибрираща структура, от която идва истинският звук. Обичайният показател за качество е цената, въпреки че мащабът не е линеен и бързо достига минималното увеличение на качеството при значителни ценови разлики. Докато разликата в качеството между слушалките за 15 и 150 евро може да бъде огромна и спираща дъха, разликата между тези за 150 евро и 1500 евро е само "голяма", а разликата между тези за 1500 евро 15 000 евро е само "измерима".

Само вторичното качество се влияе от други влияния, а именно качеството на преобразувателя на сигнала, както и качеството на носителя на сигнала. За да чуе звука, устройството, в което е съхранен изходният цифров файл, трябва да преобразува този цифров звук в аналогов електрически сигнал, който може да колебае устройството за възпроизвеждане на системата.

За преобразуване на сигнала се използват аналогово-цифрови преобразуватели (ЦАП), разположени вътре в телевизор, смартфон или лаптоп. Те основно трансформират цифровия сигнал "стъпка" обратно в аналогова крива и го изпращат на носителя. За слушалки с 3,5 мм жак, носителят е класическо медно окабеляване, през което този електрически сигнал преминава към трептяща намотка или към друга част от слушалките и високоговорителите, която вибрира тяхната мембрана.

Колкото по-добър е преобразувателят, толкова по-добре, но повечето устройства днес са толкова добри, че звуковото оборудване на текущите цени не показва разликата между него и варианта от висок клас на екстремни цени (много по-важно е средният човек да инвестира в по-добри високоговорители) .или слушалки, отколкото конвертора).

По подобен начин качеството на кабела не е голям фактор, тъй като повечето устройства имат достатъчно добър. Ако в него няма прекъсвания или съединителят не е лошо споен към него, електрическият сигнал преминава през него практически без промяна.

ИСТИНСКИ БЕЗЖИЧНИ СЛУШАЛИ ИМАТ КОНЕЧНО ЗВУЧНО КАЧЕСТВО?

И това е мястото, където безжичната мрежа влиза в игра. Предаването на аудио от изходния файл до ушите ви наподобява верига, при която отделните компоненти си дават информация. В случай на безжични високоговорители, ние добавяме още една връзка във веригата и не една, а няколко.

Смартфон или друго устройство обикновено все още трябва да декодира музикалните данни, но след това не ги изпраща към кабела, а само ги продава на контролера, който ги трансформира в сигнал за антената. След това безжичният радиосигнал преминава през въздуха и се улавя от антената в слушалките, а преобразувателят на ЦАП, разположен в слушалките, трябва да го декодира до аналогов сигнал, който колебае бобината и диафрагмата, създавайки звук за ушите ви.

В миналото този факт представляваше огромен проблем за безжичните слушалки, тъй като качеството на техните ЦАП преобразуватели беше жалко. Често се използваха конвертори, точно за комплекти за свободни ръце, които преобразуваха глас само по време на телефонно обаждане, докато способността им за музика просто не беше достатъчна.

Това време обаче отдавна е отминало, тъй като възходът на смартфоните и друга мощна преносима електроника донесе наличието на малки, икономични и висококачествени ЦАП преобразуватели, които могат да бъдат инсталирани в конвенционални безжични слушалки без големи разходи и отстъпки.

Понастоящем ЦАП преобразувателите на безжични слушалки са практически на същото ниво като преобразувателите на ЦАП, често интегрирани в смартфони, лаптопи или телевизори. Може дори да се случи така, че новите, по-скъпи безжични слушалки да са малко по-добри от 5 или 10 годишен компютър. Разбира се, това не важи, ако в компютъра или друга електроника е инсталирана по-добра звукова система (например производителите на дънни платки вече се опитват наистина огромно и похвално).

Така или иначе, преобразувателят на ЦАП, интегриран в слушалките, вече просто не е проблем днес. Но замяната на верижната връзка под формата на преобразувател на ЦАП беше парче по парче (ЦАП в компютър за ЦАП в слушалки). Все още имаме добавените връзки на веригата.

Нека отворим онази магическа черна кутия на нашата снимка и да видим какво става в нея. Както виждаме, това добавено звено на веригата е под формата на повторно компресиране и обикновено компресиране със загуба. Bluetooth и други RF технологии могат да използват различни алгоритми за компресия за предаване, като някои са по-добри, а други по-лоши. Ако те са със загуби, те неизбежно ще доведат до изкривяване на качеството, което може да се чуе в резултат.

Но тук е важно да се посочи, че фактът, че безжичното предаване на музика технически причинява такава загуба, не означава автоматично, че полученото възпроизвеждане на звук ще бъде по-лошо. Както споменахме във въведението, най-влиятелният фактор за качеството на звука е окончателното механично възпроизвеждане, а не пътят на сигнала към него.

Обикновено например телевизор с ужасен хрупкав вграден високоговорител, който е монтиран на гърба на дисплея и е обърнат към стената, ще произведе много по-лош звук, отколкото ще чуете от безжични слушалки или по-висококачествен безжичен високоговорител.

За да почувстваме наистина, че безжичните слушалки издават по-лош звук от жичните, трябва да използваме примера, когато имаме две еднакви устройства за възпроизвеждане (слушалки или високоговорители), които се различават само по типа на връзката. За илюстрация нека поговорим за една слушалка, която може да бъде жична или безжична.

Ако ги свържем чрез жица, това ще се случи. Аудио файлът се възпроизвежда на компютъра или телевизора. Той кодира своя формат като FLAC, MP3, AAC, AC3 или DTS и получената некомпресирана аудиозапис се преобразува от DAC преобразувателя в аналогов електрически сигнал под формата на крива, който се изпраща към слушалките през 3,5 мм жак. Сигналът физически преминава през кабела и в края на пътуването си той се сблъсква с репродуктивна система, която осцилира, създавайки звука, който чувате. Забавянето е почти нула. Сигналът се движи със скоростта на светлината, която е 280 000 000 метра в секунда в меден кабел.

/ Снимка: Амелия Холовати Кралес /

Сега в нашия пример ще изключим кабела и ще свържем слушалките безжично. Ще се случи следното. Аудио файлът се възпроизвежда на компютъра или телевизора. Той кодира своя формат като FLAC, MP3, AAC, AC3 или DTS и преобразува некомпресиран аудио запис. Засега всичко е същото.

Проблемът е, че тази некомпресирана аудиозапис има доста данни. Ако говорим за стерео звук от често срещан тип, една секунда от честотната крива е описана от 44100 проби. Всяка проба има 16-битова дълбочина и когато става въпрос за стерео звук, ние имаме всичко два пъти (44100 × 16 × 2). Получаваме 1,411,200 бита в секунда, тоест 1411 килобита.

Това е около 30 MB за 3-минутна песен и за да я прехвърлим в реално време, се нуждаем от скорост на предаване на данни от 176 KB/s (1411 Kb/s). Към това трябва да се добавят данни за корекция на грешки в предаването, контрол на комуникацията и други подобни.

Скоростта на предаване на данни при нормална Bluetooth връзка е само 800 kbps. Така че само около половината от необходимата скорост. Въпреки че скоростта на предавания радиосигнал все още е на нивото на светлината (във въздуха), потокът от данни, който той предава, е ограничен от неговата честота, т.е. колко често се повтарят вълните, представляващи битовете.

Нямаше значение при изпращане на файлове, защото данните просто ще бъдат прехвърлени два пъти по-дълго. Но със звука, който се възпроизвежда в реално време, това е проблем. Тези данни са накратко за секунда за слушалките задължително трябва да получите.

Ако това не се случи и предаването на секунда музика отнема повече от секунда, тя няма да бъде възпроизведена с правилното темпо и ще бъде изкривена. В същото време звукът ще се забави, например зад изображението на филма.

СТРАННА ДВОЙНА КОМПРЕСИЯ И НЕЙНАТА ПРИЧИНА

Следователно е необходимо да рекомпресирате 30 MB дешифриран файл преди безжично предаване. И тъй като трябва да го намалим поне наполовина, за да се побере в Bluetooth поток от данни или друго радиочестотно предаване, обикновено трябва да използваме кодек със загуби, който неизбежно намалява качеството.

За Bluetooth тази компресия се нарича SBC (кодиране на подлента с ниска сложност) и на практика е същото като при увеличаване на JPG компресията на изображение или като при компресиране на аудио CD или FLAC файл без загуби в MP3 формат със загуби .

Това означава, че файл, който вероятно вече е компресиран в MP3 и е загубил качеството си, отново се компресира със загуби, като по този начин губи още повече качество.

Повторни компресионни атаки/Илюстрации: Мариан Каменски, Сергей Пристяжнюк /

Повечето хора на това място се чудят защо това се прави толкова глупаво. Защо съществуващ 5 MB MP3 файл с песни първо се кодира в 30 MB некомпресиран файл, след това се рекомпресира в друг 5 MB компресиран файл, преди да се прехвърли.

Защо оригиналът не изпраща оригинала веднага, например когато копирате снимка или песен от телефон на телефон на ръка?

Е, защото в слушалките механизмът за декодиране трябва да знае как да го декодира. Компресираният файл прилича на пакет от конкретни инструкции и те трябва да знаят нещо (кодек) и да отговорят правилно на тях. Резултатът е компресиран звук във форма, която може да влезе в преобразувателя, което ще го превърне в аналогова крива.

При кабелните слушалки всичко това се извършва от компютър, независимо дали е под формата на лаптоп, смартфон или интелигентен телевизор. Разполага с достатъчно мощност, захранване и склад на алгоритми за декодиране. Може да декодира MP3, OGG, AAC, FLAC, AC3, DTS и много други формати. Ако някой друг не знае, можете да научите, като инсталирате нов софтуер.

Кабелните слушалки просто чакат. Не е нужно да дешифрират нищо. Накратко, в тях влиза само завършеният аналогов електрически сигнал, който колебае системата им и музиката свири.

Това не се отнася за безжични слушалки. Те все още получават звук дигитално. Следователно в техните черва трябва да има декодер и ЦАП преобразувател, който точно преди ушите ви да преобразува сигнала в аналогов, който може да трепне възпроизвеждащия механизъм.

А в слушалките няма много място. Особено ако са стъпаловидни. Вместо да поддържат голям брой различни кодеци, слушалките поддържат само един или няколко прости. Най-често се използва SBC или aptX. И това е причината за двойно компресиране.

Илюстрация на повтарящия се храносмилателен тракт на кравата/Учебник на Адисън-Уесли /

Така че, ако настъпите звука върху вашата музикална колекция FLAC без загуби и след това го слушате на Bluetooth слушалки, точно преди да чуете ценната си музика без загуби, той бързо се компресира във формат със загуби, по-лош от MP3 и след това го чувате в ушите си.

Има обаче и изключения. Например, Apple използва декодер, който включва AAC кодек в своите безжични слушалки. Така че, ако имате музика във формат AAC (ако случаят е такъв при iTunes), тя се изпраща направо към слушалките, където се декомпресира от локален декодер и се изпраща до DAC. Следователно не се получава двойно компресиране.

Ако обаче аудиото не е във формат AAC (напр. MP3 или OGG на Spotify), двойна компресия непременно ще възникне и при слушалките на Apple. Няма декодер, който да ги компресира за преобразувател на ЦАП.

Някои безжични слушалки от висок клас също могат да поддържат вътрешна компресия на aptX HD без загуба (да не се бърка с aptX, която все още е загуба), но тя се сравнява с други като шафран. В техния случай, въпреки че двойното компресиране също остава, това е без значение, защото няма да има допълнителна загуба на качество. Поддръжката за тази вътрешна компресия без загуби трябва да бъде от страната на слушалките, както и сдвоеното устройство (списък).

ИЗБЕРЕТЕ СОБСТВЕНА БОРБА И НЕ МЕЧТАЙТЕ ФЕИ И ДУХОВЕ

Дори да прочетете тази статия, за да добиете представа за технологичните усложнения на безжичните слушалки, не забравяйте, че Bluetooth е изминал дълъг път за своите 20 години съществуване и заедно с него безжични слушалки, използващи този стандартен или друг RF пренос.

Отмина времето, когато значителен спад в качеството на звука беше причинен от лошия ЦАП в техните черва. Така остава само проблемът с двойното компресиране, който в някои (засега редки) случаи също отшумява.

Тук отново обаче трябва да подчертаем безспорния и суверенно най-важен фактор. По-голямата част от качеството/лошото качество се дължи на крайната репродуктивна система. Поради тази причина можете също да получите много добър звук от безжичните слушалки.

Безжичните слушалки за 50 или 100 евро ще възпроизвеждат музика значително по-добре, отколкото жични слушалки за 5 евро. Малката загуба в резултат на двойно компресиране ще бъде абсолютно стъпкана в земята от голяма разлика във физическите репродуктивни компоненти (10: 1 или може би 100: 1).

Но ако сравните звука на кабелните слушалки за 50 евро с 50 евро безжични слушалки, кабелните ще бъдат значително по-добри. Но внимавайте! Разликата, която чувате, няма да се дължи на трансфер на данни и двойно компресиране. Все още ще бъде причинено главно от разликата в крайната репродуктивна система.

Салфетките на кабелната и безжичната слушалка трябва непременно да са различни. И някой трябва да плати за това/Снимка: ifixit /

Това е така, защото кабелните слушалки за 50 евро консумират само разходите за тяхната поддръжка и възпроизвеждане. Цената на безжичните обаче трябва да включва още батерията, ЦАП преобразувател, механизъм за декомпресия, управление на захранването, контролер за безжично предаване и неговата антена. В резултат на това ще останат по-малко пари за репродуктивната система. Следователно не може да бъде толкова добър на едно и също ниво на цената.

С безжичните слушалки винаги трябва да преминете към по-високи ценови нива, за да получите подобно качество на звука като с кабелни слушалки на по-ниски ценови нива. Само ако възпроизвеждащите елементи са на технически идентично ниво, можете да започнете да изчислявате загубата поради двойна компресия със загуби. Особено ако сте ценител с некомпресирана колекция FLAC или аудио CD.

Но не бъдете твърде ужасени от това. Истината е, че ако сте на възраст над 20 или 25 години, способността ви да откривате по-нататъшна компресия със загуби (при най-висококачествената репродуктивна система) бързо намалява. Това обаче е малко по-различна история, до която ще стигнем в едно от следващите продължения на тази поредица.

Прочетете още статии от поредицата Какво е защо.