iPhone 7取消3.5mm接口的所有问题,这篇文章都有答案

2016-09-10 10:32:09     作者:恒亮      来源:雷锋网

关于 Lightning 和 3.5mm 音频接口,这里有你想知道的一切。

Lightning接口

iPhone 7发布之后,最引人关注的改变之一就是取消3.5mm耳机接口这件事了。昨天,雷锋网硬创公开课有幸邀请到两位数字音频领域的行业大牛,就他们对此事的看法,与众多网友展开了一场干货满满的分享活动。

 嘉宾介绍

左侧为何天阳,右侧为陈孝良

何天阳,英国留学背景创业者,BESOUND耳机创始人兼CEO。BESOUND是国内最早一批从事Lightning音频类产品研发的创业公司之一。

陈孝良,工学博士,曾任中科院声学研究所通信声学实验室副研究员,目前是声智科技创始人兼CEO,该公司是一家人工智能交互与声学解决方案服务商。

 Lightning相比传统耳机接口的优势

何天阳首先发言,他认为iPhone 7取消3.5mm接口的主要原因有如下三点。

1. 在寸土寸金的手机内部,3.5mm接口模组显得硕大无比,严重阻碍了手机工业设计的进一步发展。

2. 从手机结构来说,像3.5mm这样的传统接口,体积大、行程深,防水功能不好做。

3. Lightning接口设计先进,它可以传输完整的数字音频,并且可定制,未来可拓展功能丰富。

关于第三点,陈孝良进行了如下两个方面的补充说明。

首先,3.5mm接口是模拟时代的主要接口,这需要借助手机内置芯片来做DA转换(数模转换),这个时候音效就主要由手机内置的Codec来决定,外面的耳机仅仅是个配件,无法做任何扩展。而Lightning接口相当于把Codec外置,这样不同的耳机就拥有了音效扩展的空间,给未来耳机产业带来了巨大想象空间。

其次就是供电的支持。3.5mm虽然可以输出2V以内的电压,但是由于电流微弱,因此几乎没有输出功率,基本上带不动外接设备。这就限制了诸如降噪耳机和智能耳机的发展,因为需要自带电池,也需要进行额外充电,造成用户体验较差,用户其实非常不喜欢总是充电的电子设备。

传统降噪耳机的自带电池模块

另外,两位大牛都表示:这次3.5mm接口的取消,实际上是给耳机产业带来了机会。耳机不再是简单的配件,将发展为真正的可穿戴设备。

何天阳表示,实际上目前市场上已经出现了类似的产品。例如回车科技有如下一款智能眼罩产品,能够测量脑电波以提供最合适的催眠音乐。

已经使用Lightning接口的穿戴设备

 Lightning替代3.5mm接口可能对行业产生的影响

陈孝良表示,这次苹果取消3.5mm接口的动作,一定会产生一次全行业的重新洗牌,相对被动的传统耳机厂商而言,第一波起来的必然是苹果供货商。并且由于随之而来的安卓设备的音频数字化,因此USB-C接口的音频芯片也将受益,顺便也会把CSR等这类蓝牙厂商打压一番。

何天阳对苹果供货商进行了补充,他表示:正版的苹果配件只能是由通过苹果工厂审核的MFI厂家供货。MFI这个概念可能在咱们国内不是特别熟悉,毕竟我们都被无所不能的山寨厂商宠坏了,总是能买到特别便宜的盗版Lightning线材。而在国外,所有的苹果配件几乎都是正版,即通过MFI认证体系生产的。

MFI认证

这一点放在Lightning接口上同样适用。由于Lightning音频处在三个领域的交叉口:数字音频,iPhone独有协议平台和声学,再加上苹果MFI体系的严苛标准,叠加起来这形成了不小的准入门槛。研发能力强的,有MFI资质的声学厂商本身是这领域最具优势的,比如歌尔。但是这部分厂商数量又是绝少数的,并且仅会服务大品牌商。

大部分MFI厂商主要的产品都是以Cable类为主,不具备音频研发和声学相关能力。同时,大部分中小型耳机厂商也不具备数字音频的研发能力,甚至连MFI资质都不具备。在这种行业每个人都“缺了一点点”的情况下,特别适合技术方案商来补足各家的研发缺失,快速推进行业发展。

亚马逊申请的耳机降噪专利

对于这一点,陈孝良表示,目前国际厂商也都推出了相关的解决方案,比如科胜讯推出的支持USB-C耳机的主动降噪芯片方案,亚马逊最近也申请了一款和降噪耳机有关的专利。

 Lightning和USB-C接口现存的问题和改进

首先是Lightning的耐久度问题。何天阳爆料称:苹果其实非常在意这件事,甚至在七月底还紧急发布开发者文档更新,明确规定了如何使用硅胶增强Lightning头的牢固性。

陈孝良认为:相比之下3.5mm接口的耐磨度和稳定性还是较好,所以专业音频设备还是会继续使用这种圆柱形接口,比如调音台的三大芯接口。但是在手机如此频繁更新的设备上倒不需要太在意。

Lightning存在强度不足的问题

其次,和传统3.5mm耳机接口相比,Lightning接口的尾端还是显得太大。不过何天阳解释称:这是由于Lightning接头内部集成了完整的手机握手芯片,USB Controller和Codec等等模组,已经是和手机主板一样高度集成化的工艺了。

最后,在可靠性上,Lightning和USB-C的接插件部位既宽又薄,强度远远没有圆柱形的3.5mm高,很容易被口袋或者背包损坏,接插口也更容易产生接触不良。对此,何天阳表示:确实,这真是鱼和熊掌的关系。3.5mm是模拟结构,自然简单可靠。而Lightning是全数字结构,内部组成复杂。

Lightning内部结构

关于未来的改进方式,两位大牛都认为,在硬件规格上,Lightning不会有什么变化,这是多年前就定下来的。USB-C方面也一样,目前USB IF协会一直也在更新Protocal和增强合作兼容。比如Intel近期宣布Thunderbolt以后将使用USB-C,HDMI也也刚刚宣布兼容USB-C。不过,除了硬件之外,Lightning和USB-C在芯片工艺上和协议规范上都有优化的空间。

除了上述主要内容之外,两位大牛还为公开课的小伙伴准备了一些额外干货。

1. 关于USB-C标准。

何天阳表示:USB-C音频的实际情况比Lightning稍微复杂一点。Lightning是一个纯数字接口没有模拟输出,而USB-C在Alt Mode下其实是可以直接输出模拟音频的。比如乐视手机的转接头不知道大家有没有注意,就是一个纯模拟输出的例子。

陈孝良表示:目前,USB协会还没有发出关于USB-C实现数字音频的统一标准,但是包括Intel、乐视、华为和歌尔声学,还有一些国际主流的手机厂商,都已经在推动这件事了。关于这一点,其实一直是安卓阵营的痛点,苹果方面一家就可以标准统一,而安卓总是很乱。

2. 关于蓝牙带宽。

业内一直有一种声音:目前的蓝牙标准带宽不足以传输高保真音乐。

对此,陈孝良认为:蓝牙的传输带宽一直在提高,现在低功耗的蓝牙4.1标准理论上能达到1-3MBps的传输速率,4.2和5.0版本还会更高,除去辅助传输损失,传输高品质的立体声音乐其实是没有问题的。不过由于丢包控制的不好,因此现在用蓝牙传输无损音乐还不是最佳方案。

3. 耳机行业的市场分析。

各类耳机销售金额

2013年,全球有线耳机销量达13.5亿只,其中手机用耳机销量约为11.7亿只,其他行业用耳机销量为1.8亿只。全球有线耳机的市场总规模超过100亿美金,其中高保真立体声高端耳机的销售额占比超过50%,价值在50亿美元以上。

2013年,全球蓝牙耳机销量约5亿只,市场规模可达到100亿美元。加上其他便携类音频产品,全球消费类电声产品的销量近20亿只,市场规模超过200亿美元。

根据京东商城的数据,从2008年开始,音频设备的销售额连续增长,2015年销售额增速达到54%,国内总体产值达到了2808亿元人民币。2016年,音频设备市场继续飙升,其中耳机和音箱分别占据了40%左右的份额。

4. 其他干货。

关于苹果取消3.5mm耳机接口之后的过渡产品,何天阳表示:苹果也知道至少短期内大家可能会舍不得昂贵的3.5mm耳机,所以也非常支持lightning-3.5mm转接类产品的开发。但同时也在开发文档中规定,所有苹果认证的转接头产品必须支持麦克风通话。

不同标准的3.5mm传统耳机接口

关于麦克风和3.5mm接口标准,陈孝良做了如下补充:3.5mm接口其实存在两种标准,造成许多带mic的耳机在不同厂家的手机端都无法通用。如图所示,细分为OMTP和CTIA两种标准,其中OMTP标准通常被叫做国家标准,CTIA被称为国际标准。两者的区别在于耳机插头最后两节的地线和麦克风线顺序相反。注意这两种标准在手机上尽量不要混插,CTIA耳机插入OMTP设备会造成音量小和音质失真。

两位大牛一致认为,未来手机端的音频解决方案一定会是以Lightning和USB-C为代表的数字音频,这两种标准将会凭借数字系统独有的灵活性和扩展性,为我们将来的智能化生活带来更加丰富的体验。

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