深入理解无线/蓝牙 TWS 耳机相关参数

常见参数

动圈驱动单元
指发声单元,不做特别说明情况下,一般越大越好,tws 无线耳机一般有 6mm、8mm、10mm 以及更多大的 11mm(华为 FreeBuds Pro),动圈耳机是利用电流流过导线圈产生磁场,磁场和永磁材料互相作用,推动薄膜振动发出声音;

动铁驱动单元
动铁是是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点,从而产生振动并发声的耳机,发生单元的体积比动圈要小;

阻抗
阻抗就是电阻和电抗的总和。阻抗大的耳机有一个好处,可以获得更大的阻尼系数。阻尼系数可以简单理解为隔震,减震的效果。耳机的阻抗确实是大一些比较好,一些高端耳机的阻抗甚至达到了 600 欧姆;

灵敏度
也叫做声压级,反映的是耳机发出声音的响度。如果灵敏度太小,相同的输入信号下,耳机发出的音量就小,想获得大的响度就要增大音源,失真度就会增加。另外灵敏度不是越大越好,一般在 110dB 左右即足够;

频响范围
顾名思义就是耳机对某段频率下的音频信号作出最佳响应的频率范围。为了更好更准确的还原声音信号,在此建议耳机的频响范围更大。高频的频响范围越宽,声音听起来越通透纯净;

总谐波失真
谐波失真是任何信号都会存在的,它表示除了原信号本身以外还多出来的杂波信号大小。由于音频信号的频率范围很广,因此这个参数往往只给出一个标称值。在耳机的产品说明书上标注的总谐波失真一搬是在 1KHz 单频率下测量的,只有一个代表性。在复杂多变的频率下,谐波失真也是不断变化的,但大体上不会相差太远。一副耳机标称的总谐波失真在 0.05% 左右就已经是极佳了,一些中低端耳机不标注这个参数;

耳机降噪

目前降噪功能是 tws 无线耳机一个主打功能,在一定程度上隔绝外部噪音。降噪又分为主动降噪(ANC、ENC、CVC、DSP)和被动降噪(物理方式);

被动降噪
主要通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用硅胶耳塞等隔音材料来阻挡外界噪声;

ANC
Active Noise Cancellation(主动降噪)的工作原理是麦克风收集外部的环境噪音,然后系统变换为一个反相的声波加到喇叭端,最终人耳听到的声音是:环境噪音+反相的环境噪音,两种噪音叠加从而实现感官上的噪音降低,受益人是自己;

ENC
Environmental Noise Cancellation 是环境降噪技术,能有效抑制 90% 的反向环境噪声,由此降低环境噪声最高可达 35dB 以上,让游戏玩家可以更加自由的语音沟通。通过双麦克风阵列,精准计算通话者说话的方位,在保护主方向目标语音的同时,去除环境中的各种干扰噪声。

DSP
Digital Signal Processing 是数字信号处理降噪技术,主要是针对高、低频噪声。工作原理是麦克风收集外部环境噪音,然后系统复制一个与外界环境噪音相等的反向声波,将噪音抵消,从而达到更好的降噪效果。DSP 降噪的原理和 ANC 降噪相似。但 DSP 降噪正反向噪音直接在系统内部相互中和抵消;

CVC
Clear Voice Capture 是通话软件降噪技术,主要针对通话过程中产生的回声。通过全双工麦克风消噪软件,提供通话的回声和环境噪音消除功能,是目前蓝牙通话耳机中最先进的降噪技术;

防尘防水

IP 后的第一个数字表示防尘级别,第二个数字防水级别,x 表示没有相应防护

防尘等级
0 :没有保护
1 :防止大的固体侵入
2 :防止中等大小的固体侵入
3 :防止小固体进入侵入
4 :防止物体大于 1mm 的固体进入
5 :防止有害的粉尘堆积
6 :完全防止粉尘进入

防水等级
0 :没有保护
1 :对与垂直方向在 15 度以内落下的水滴有防护作用
2 :当外壳倾斜到 15 度时,水滴滴入到外壳无影响
3 :可以消除与垂直方向在 60 度的喷雾状水滴的有害影响
4 :可以消除从不同方向飞溅水滴的有害影响
5 :可以消除对各方向喷嘴喷射水流的有害影响,用水冲洗无任何伤害
6 :可以消除对各方向喷嘴强力喷射水流的有害影响,可用于船舱内的环境
7 :顶部距离水面 0.15-1 米, 连续 30 分钟, 性能不受影响, 不漏水,可于短时间内耐浸水(1m)
8 :顶部距离水面 15-30 米, 连续 30 分钟, 性能不受影鳴, 不漏水于一定压力下长时间浸水

编码技术

蓝牙音频技术一般有 SBC(Sub-band coding,子带编码)、ACC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)、aptX 族(aptX、aptX LL、aptX HD、aptX Adaptive)、LDAC、LHDC 以及 HWA。

SBC:Sub-band coding,子带编码
是最早的蓝牙音频编码,也是 A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,蓝牙音频传输协议)协议强制规定的编码格式,所有的蓝牙设备都会支持这个协议。SBC 最主要的问题就在于比特率较低、压缩率较高,带来的问题就是传输过程中损失细节,导致音乐听感变差。这一编码可以说是最为原始的蓝牙编码了,早期使用蓝牙耳机听歌音质很差,也正因为此。

ACC:Advanced Audio Coding,高级音频编码
由 Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony 等公司共同开发,目的是取代 MP3 格式,看参与研发的公司名字就可以知道,其中杜比、Sony 都是音频大厂,确保了 AAC 有着不错的音质表现。一般来说,同样的码率下,AAC 的听感会优于 MP3。资源方面,Apple 提供了较大的 AAC 音频,因此在苹果的设备中,包括 iPhone,有着广泛的运营。

aptX:aptX、aptX LL、aptX HD、aptX Adaptive — 高通/Qualcomm
是一种基于子带 ADPCM(SB-ADPCM)技术的数字音频压缩算法,由 CSR 公司推进并发展,并命名为 aptX。本质上,aptX 和上面 SBC、AAC 一样,也是一种音频编码格式,但是因为其低延时性,渐渐在蓝牙传输领域表现出其出色的一面。后因 CSR 被高通收购,宣传名称一般为 Qualcomm aptX,得益于高通的大力宣传,aptX 在安卓手机里面得到了大力的推广。
aptX LL,即 aptx Low Latency,它的主要特点就是低延时,延迟可以达到 40ms 以下,而人耳可以感受到的延迟极限是 70ms,能够达到 40ms 基本就等于感觉不到延迟。
aptX HD 则主打高清音频,它基于经典 aptX 增加了通道,支持 24 bit 48KHz 的音频格式,传输速率大幅增加,并且有着更低的信噪比和更少的失真,提供 “优于 CD” 的聆听体验,可以让你在使用无线蓝牙设备的时候,也能享受无与伦比的聆听体验。
aptX Adaptive,就如同它名字一样,自适应,集成了 aptX LL 与 aptX HD,可以按需自动进行切换。

LDAC — 索尼/SONY
是由索尼推出的无线音频编码技术,在 2015 年 CES 展上亮相,索尼非常粗暴地提高了信道,传输速率最高可达 990kbps,相比 SBC 编码高出三倍多,可以说是目前无线传输中最接近无损编码的方式。2017 年,索尼正式将 LDAC 技术开发给了 Android 8.0 系统,此后,LDAC 在安卓领域大放光彩。

LHDC:Low-Latency Hi-Definition Audio Codec — 盛微/Savitech
是一种基于 A2DP 蓝牙协议下所开发的高音质蓝牙编解码器,由中国台湾厂商 SAVITECH 盛微先进科技所拥有。允许通过速度最高达 900kbit/s 的蓝牙连接传输 24bit/96kHz 的串流音频(也称高分辨率音频)。 LHDC 也继 Sony 的 LDAC 协定之后,成为日本音响协会认证的第二个达 Hi-Res Audio Wireless 标准的蓝牙高音质标准。相较 LDAC 会先把原始音讯进行升/降频到 24bit/96kHz 的模式,LHDC 则可依照原始取样率输出,减少 SRC 过程的延迟。

HWA:HiRes Wireless Audio — 华为/HUAWEI
华为在 P20 系列发布会上,首次提出了 HWA(HiRes Wireless Audio)高音质蓝牙协定,这也是继 aptX HD 、LDAC 之后,业界的第三个蓝牙高音质协定。HWA 是基于一项名为 LHDC 的编码协定,提供三种码率模式,分别是 400kbps 、500kbps/560kbps 与 900kbps。华为同时宣布,这项蓝牙高清传输协议将免费授权给其他需要的手机厂商,并且也有众多知名厂商加入进来。但近期已经有很少设备支持 HWA,后续再持观看时态了。

以上已是当前较完全解释的相关蓝牙音频技术,原文将在以下主题文章中更新,可点击链接查看详情。

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