关于USB Type C技术、应用和产业链的最强解读
,直接使用Lighting接口传输数字音频是大概率事件。Android阵营将紧跟苹果的脚步,使用USB Type-C接口传输音频。这将直接掀起一场智能手机的接口革命,并且引发一系列创新。
音频系统具有短板效应,为了高保真的重现声音信号,需要同时在音源、音频处理和音频输出端做出改进。数字音频市场的快速发展解决了高清、无损音源的问题,音频处理和音频输出端也需要同步改善。这种情况下,数字音频应潮流而生。安卓苹果两大阵营将使用Type-C/Lighting取代3.5mm模拟音频接口,数字耳机和音频设备直接受益。
首先,3.5mm模拟音频接口已成手机轻薄化的设计瓶颈
电子设备更轻更薄的需求,以及市场对数字高清音频、高保真(HiFi)音乐的追求,将促使厂商在音频输出端取消已经使用多年的3.5mm模拟音频接口,采用数字音频接口。
模拟音频接口属于TRS接口家族,本质是同轴电缆传输,常见的三段式接口为TRS端子,四段式为TRRS端子。在接口尺寸方面,1/4英寸(6.35mm)、1/8英寸(3.5mm)和3/32(2.5mm)这三种应用的最多。其中用于高端音响上的6.35mm接口从1878年开始应用至今,已经有近130年的历史。
其次,手机内部复杂电磁环境不适合高质量模拟音频处理
音频处理系统可分为音源、音频处理和音频输出三部分:
· 音源:无损音频将成市场主流
· 音频处理:编码解码器(Codec)和放大器;Codec用于提供足够精度和速度的编解码能力,核心是数模转换器;放大器用于将解码后的模拟信号放大到足够功率以驱动输出端不同负载;
·音频输出:有线、无线耳机,扬声器、音箱等
目前手机和其他电子设备内部处理的都是模拟音频信号,原始音频信号经过内部解码器解码后转为模拟信号,再经过放大或者直接输出到3.5mm接口。但是手机内部要同时处理射频、模拟和数字多种信号,电磁环境复杂。音频信号是高精度小信号,很容易受到干扰产生失真,再经过PCB板和3.5mm接口又会产生功率损耗,最终影响输出音质。
第三,苹果和安卓乏力,告别3.5mm接口
取消3.5mm音频接口的实现主要在于将原本位于手机内部的编码解码器和放大器等音频处理芯片转移到Lighting或者Type-C接口、线控或者耳机腔体中。如果直接采用未解码的数字音频信号从数据接口输出,在手机外部完成解码和放大,则可以减少失真,带来较高隔离度。随着集成电路工艺的进步,SoC、SIP技术的发展,音频芯片的面积和功耗不断减小,在技术上也支持将芯片从手机主板移出到耳机中。
苹果阵营
CirrusLogic已为MFiLighting耳机提供开发套件。苹果的音频解码芯片独家供应商Cirrus Logic已于2016年6月30日宣布推出基于苹果官方认证的MFi耳机开发套件,协助OEM厂商快速开发出Lighting接口的数字耳机。与iPhone 6s相比,新的方案将原来位于手机主板上的音频处理芯片转移到Lighting接口耳机线控中,在手机中实现全数字音频,有效减少内部信号的干扰和衰减从而提升音质。同时,数字接口赋予音频更多的功能,比如搜集用户听音乐的风格和习惯数据,与iOS平台App结合,实现数字均衡调音等。
数字耳机根据外置音频处理芯片位置的不同,在具体实现上有4种方式:
· Type-C/Lighting接口:适合较小面积芯片,易于防水设计
· 耳机线控:Cirrus Logic MFi方案,可方便与线控功能集成
· 耳机腔体:适合头戴式耳机,具有较大空间,距离发生单元最近,处理效果最好
· 音频Dongle:外置声卡,台式机时代音乐发烧友使用过,Type-C/Lighting转3.5mm附件,很可能作为iPhone 7随机配件。
安卓阵营
乐视发布Type-C数字接口CDLA手机。作为Android阵营一员,乐视于2016年4月发布了全球第一款取消3.5mm接口,直接使用Type-C传输音频的CDLA手机。
第四,产业巨头支持数字音频变革
· 谷歌:2014年从安卓5.0操作系统开始就支持USB音频输出
·苹果:预计从iPhone 7开始取消3.5mm接口,使用Lighting和蓝牙直传数字音频
· 英特尔:2016年4月,Intel在IDF 16信息技术峰会上展示了USB-C耳机插孔设计,用于取代传统的3.5mm耳机插孔,希望通过采用USB-C接口促进模拟音频向数字音频的转变
· Cirrus Logic: 2016年6月30日,苹果音频芯片供应商Cirrus Logic发布MFi Lighting耳机开发套件
· Conexant:2016年6月29日发布业内第一款USB Type-C单芯片音频解决方案CX20888,并且带主动降噪功能,为5mmx 5mm x 0.5mm 81Pin BGA封装。
USB Type C产业链分析
从产业链环节来看,最受益的即是:
(1)Type-C连接器/线缆厂商。
如我们上文分析,因为技术标准
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