Что такое поддержка арр в наушниках. Технология AptX: что это и как работает? Как работает APTX

Технология Bluetooth названа в честь Харальда Синезубого, древнего короля викингов. И ради всевышнего не спрашивайте почему. Лучше разберемся с действительно важными вещами: как она устроена, на что способна, чем интересна - а чем не интересна - меломану. И главное, что происходит с аудиопотоком, когда он покидает смартфон или планшет, чтобы добраться до беспроводных наушников или колонок по Bluetooth-каналу.

Сегодня без поддержки Bluetooth невозможно представить себе ни смартфон, ни планшет, ни любое другое уважающее себя мобильное устройство. Однако сама технология появилась на свет куда раньше смартфонов и планшетов - еще в 1994-м, а ее изначальной целью была замена проводов в начинке телекоммуникационных станций.

Первоначально у «синего зуба» имелась масса проблем со скоростью и надежностью связи, энергоемкостью и совместимостью между различными устройствами, но со временем технология подросла, с каждой новой версией становясь заметно проворней, экономичней и способней.

Некоторые улучшения - например, упрощение процедуры «спаривания» в версии 2.1 и серьезное уменьшение нагрузки на аккумуляторы в текущей версии 4.0 - сделали повседневную жизнь меломанов заметно комфортней. Еще больше комфорта внесло появление технологии NFC - в связке с ней Bluetooth вообще не требует никаких церемоний при взаимном распознавании приемника и передатчика, достаточно просто прикоснуться гаджетами друг к другу. Но в целом на качестве передачи звука прогресс отразился мало: в самом свежем издании Bluetooth этот процесс устроен так же, как и в его позапрошлой версии десятилетней давности. А собственно как?

35 синих зубов

Как и подавляющее большинство других беспроводных интерфейсов, Bluetooth основан на использовании радиоволн. Для передачи информации «синий зуб» использует радиочастоты в районе 2,4 ГГц - здесь же по соседству «пасутся» Wi-Fi-роутеры, беспроводные компьютерные клавиатуры и мыши, некоторые DECT телефоны и масса прочего оборудования.

Чем отличается Bluetooth от многих других беспроводных технологий? С одной стороны - относительно невысокой дальнобойностью: радиус ее действия не превышает десятка метров, а толстые стены могут дополнительно снизить этот показатель.

С другой стороны - многофункциональностью. «Синий зуб» можно использовать в самых разнообразных целях: от переброски фоток на ноутбук до отправки документов на печать, от управления внешними устройствами до потоковой трансляции аудио. Неудивительно, что у Bluetooth так много различных т.н. «профилей», каждый из которых обеспечивает выполнение той или иной конкретной задачи, определяя технические параметры взаимодействия между Bluetooth-передатчиком и приемником. Общее количество профилей измеряется десятками (согласно статье на Wikipedia базовых 35 штук), за передачу звука отвечают только три. Чем они отличаются друг от друга?

Bluetooth-профили HSP, HFP и A2DP

Первый из аудиопрофилей Bluetooth носит имя HSP - Headset Profile. Как можно понять из названия, он создан для работы с мобильными гарнитурами и заточен под базовую передачу голоса со всеми вытекающими отсюда последствиями: аудио допускается только в моно формате и с битрейтом не выше 64 кБ/c. По сравнению с этим звуком даже пережатые MP3 кажутся божественным наслаждением для ушей.

Второй - HFP, Handsfree Profile - представляет собой чуть более продвинутую версию того же профиля. Его адресат - все те же монофонические гарнитуры, так что стерео по-прежнему не поддерживается, но качество звука несколько выше. Впрочем, для прослушивания музыки этот профиль по-прежнему не подходит.

Для этой цели предусмотрен специальный профиль A2DP - Advanced Audio Distribution Profile. Именно он отвечает за соединение мобильных устройств с беспроводными колонками и наушниками. Профиль A2DP позволяет источнику звука найти общий язык с беспроводной акустикой, а главное - управляет сжатием аудио для отправки по «синезубому» каналу. Избежать этой процедуры нельзя из-за невысокой пропускной способности Bluetooth, но уровень компрессии, используемые для сжатия алгоритмы и, в конечном итоге, потери в качестве звука могут заметно варьироваться. Вот тут-то, как говорится, и возникают нюансы.

Кодек SBC жмет грубее MP3

Как известно, сжимать звук можно по-разному. С потерями в качестве или без них, с низким или высоким битрейтом, с различными настройками, с применением разных кодеков. Вместо какого-нибудь из повсеместно распространенных кодеков для сжатия аудиопотока в профиле A2DP по умолчанию применяется собственный алгоритм компрессии Subband Coding - или, попросту, SBC.

Обработка звука по методам SBC имеет немало общего с хорошо всем знакомым MP3-сжатием, но приоритеты выстроены несколько по-иному: главная задача - не столько минимизировать звуковые потери, сколько упростить вычисления. Все должно быть быстро, просто и легко выполнимо даже для самого хлипкого мобильного процессора.

В результате SBC обходится со звуком без лишних церемоний - например, частоты выше 14 кГц при конвертации попросту отрезаются, в результате чего частотный диапазон заметно сужается. Не удивительно, что даже при равном битрейте с MP3 (а SBC допускает битрейт до 320 кБ/c) аудио в SBC-кодировке звучит заметно хуже.

В результате при использовании дефолтного кодировщика передача по Bluetooth ухудшает звучание не только несжатого аудио, но и обычных mp3-файлов - ведь в процессе беспроводной транспортировки они сперва декодируются, а затем вновь сжимаются, на этот раз куда грубей. К счастью, SBC - основной, но не обязательно единственный инструмент для компрессии аудиопотока, который имеется в арсенале A2DP. Есть и другие, более интересные предложения.

Advanced Audio Coding: продвинутое, но не идеальное

Базовый кодек SBC с его скромными музыкальными способностями - не лучшее средство привлечь внимание меломанов к Bluetooth-технологии. Вот почему разработчики многих «синезубых» устройств, особенно в топовом сегменте, комплектуют профиль A2DP опциональными, более продвинутыми средствами сжатия звука. Самое популярное из этих средств - алгоритм AAC.

В отличие от кодека SBC, знакомого разве что любителям поглубже покопаться в технических спецификациях Bluetooth, аббревиатура AAC неплохо известна широким народным массам. Еще бы! Ведь именно этот формат используется, например, в iTunes. Изначальной задачей разработчиков алгоритма было превзойти MP3 по качеству звучания при одних и тех же битрейтах - не случайно его имя расшифровывается как Advanced Audio Coding, «продвинутое кодирование звука».

За счет более сложных алгоритмов AAC действительно сохраняет больше музыкальной информации, чем mp3, и уж тем более SBC. Не удивительно, что его включение в набор кодеков, поддерживаемых профилем A2DP, заметно улучшает звучание Bluetooth-колонок и наушников.

Главное - убедиться в том, что кодек AAC поддерживается обоими «синезубыми» девайсами: и тем, что служит передатчиком аудиосигнала, и тем, что работает на его приеме. Если из пары таких устройств кодировку AAC способно понять лишь одно - профиль A2DP автоматически откатывает назад на базовый кодек. С вполне очевидными последствиями для звучания.

Кодек AptX: лучший вариант для меломана

Еще более продвинутое сжатие звука обеспечивает кодек aptX, который активно продвигает на рынке беспроводного Bluetooth-аудио компания CSR. Создатели пропагандируют его как средство для беспроводной передачи музыки «в CD-качестве».

На самом деле это не совсем так, хотя алгоритмы, лежащие в основе aptX, по принципу своей работы действительно напоминают лосслесс-кодировщики, уплотняющие аудиопоток без потери звуковой информации. Среди достоинств aptX - способность к Bluetooth-трансляции MP3 и AAC без дополнительной обработки, а значит, и без ухудшения звука.

Специальная версия aptX Low Latency, заточенная под запросы геймеров и киноманов, обеспечивает еще и минимальную задержку в доставке сигнала - а значит, просмотр кино без отставания реплик от мимики персонажей.

Кодек aptX обеспечивает передачу аудио с битрейтом до 352 кБ/с, не обрезает верхний регистр и раздвигает частотный диапазон до вполне солидных 10 Гц - 22 кГц, но высокая сложность применяемых алгоритмов требует от мобильных процессоров утроенной вычислительной мощности по сравнению с базовым SBC. Именно поэтому поддержка aptX встречается среди «синезубых» приборов довольно редко, чаще всего - в премиальном сегменте смартфонов.

Впрочем, ради того, чтобы стать обладателем смартфона с aptX, не обязательно выкладывать так уж много наличности: в каталогах Samsung, Sony, HTS и Asus представлено немало моделей с поддержкой продвинутого кодека, в том числе вполне доступных по цене.

Как и в случае с AAC, при беспроводном соединении источника звука с колонками или наушниками следует убедиться, что кодек aptX поддерживается обоими устройствами. Лишь в этом случае можно не сомневаться, что ты действительно выжимаешь из «синего зуба» максимум его музыкального потенциала.

Первая попытка получить качественный вывод звука без проводов. Без DIY. Подробности под катом.

Задался я недавно целью проигрывать музыку в авто с телефона через головное устройство. Предполагается, что ГУ имеет вход Aux и питание где-то поблизости. У меня оба порта есть в подлокотнике. Использовать проводное соединение уже некомильфо: куча проводов и ограничение на размещение телефона. Обычный bluetooth тоже «не катит»: качество звука как из соседской кухни через вентилляционную отдушину. Более детальный поиск в интернете выявил первого потенциального претендента. Bluetooth с поддержкой aptx. Aptx использует кодек SBC, который весьма неплох по своей сути.
Основное устройство, с кот. я собирался вещать музыку - это мой телефон note 3. Версии со Snapdargon процессором как раз поддерживают Aptx. Осталось сделать выбор в пользу конкретной модели коробочки. Выбор в китайских магазинах весьма велик, но в конечном итоге все сводится к 2-3 базовым моделям 1-2 производетелей. Я решил выбрать небрендированную модель с Spdif выводом. О встроенном цапе не было известно ничего и поэтому я предположил альтернативное использование данной коробочки: выводить дома звук через ресивер, используя spdif.

Подход был верный, но, как оказалось, я все равно недооценил качество «обвязки» и самих компонентов из-за чего звук не оправдал ожиданий. Подробности далее.

Aptx Bluetooth 4.0 music receiver

Начнем с того, что коробочка пришла ко мне мертвой. На что я стянул с производителя полцены.
Дальнейший трабшутинг выявил, что дохлым оказался только БП.
Комплектные аудио провода - на выброс. Ими только воблу подвязывать для сушки, хуже чем на продуктовых фотографиях ниже.

Завелось устройство с полпинка, но сразу же выяснилось первое ограничение. Вопреки заявлениям продавца/производителя устройство поддерживает одновременно только одно подключение. Заявленный AVRCP здесь тоже без смысла: кнопок на устройстве нет и поэтому управлять нечем.

Теперь о звуке. Здесь-то и раскрылся потенциал устройства. Наконец зазвучало лучше чем из бачка унитаза, но все равно хуже чем даже радио на моем ГУ.
Я спервая погрешил на встроенный ЦАП, и поэтому при второй попытке подключил коробочку дома через spdif к проверенному ресиверу. Но увы, звук такой же паршивый. Оставался только один непроверенный компонент собственно телефон. Сложность с проверкой заключается еще и в том, что станадрнтыми программными методами нельзя никак определить какой кодек используется. Единственная возможность - это смореть logcat. Попробовал. В логе пусто. Начал копать и пришел к выводу, что в моем кастомном ядре (Ultimate kernel v70) лог просто отключен. Поставил альтернативное кастомное ядро (AEL Kernel v7.12). Смотрю логи - aptx инициализируется.

12-31 13:46:07.165 D/CODEC_IF(10758): codec_if_open: opening libbt-codec_aptx.so... 12-31 13:46:23.515 D/CODEC_IF(10758): codec_if_open: opening libbt-codec_aptx.so...

Напоследок решил еще раз включить коробочку. И о чудо! Она заиграла! Казалось бы, aptx - это только модули прошивки (aptx есть только в touchwiz-based ядрах. в CM,AOSP и проч. aptx не лицензирован) и от ядра ничего не должно зависеть. Но в моем случае весь подвох оказался именно в ядре.

Тестируем звук.

Здесь сперва надо сделать отступление. Выше, как отметили комментаторы, я неверно описал кодеки. SBC - это стандартный кодек для профиля A2DP, он обязателен к реализации во всех bluetooth устрофствах с A2DP. SBC - это кодиррование с потерями, максимальный битрейт 345kbps. Aptx - это фирменный кодек от CSR, но он тоже кодирует со сжатием. Битрейт лишь немного больше чем максимальный битрейт в SBC. Но здесь совсем другое кодирование. описаны все подробности. Самый главный вывод - это то, что наличие шильдика aptx гарантирует вам как минимум битрейт кодека не хуче чем mp3-320. CSR тоже может дать сравнимые параметры, но никто вам не гарантирует, что в вашем синезубое устройство поддерживает высокие битрейты. Проверка здесь будет еще более нетривиальная, нежели с aptx.
Вполне возможно, что как отметили некоторые комментаторы, достаточно купить лишь хороший брендовый bluetooth без aptx. Но это в итоге лотерея. У моих родителей микросистема samsung с bluetooth. Пытался играть музыку через свой еще старый SGS9000 - звук хуже чем из радо. К тому же понятие «хорошего» звука у всех разное, и единственным объективным параметром сравнения в данном случае может быть только фактический битрейт кодека.
Более того, мои первоначальные тесты, очевидно, проводились с кодеком SBC. Звук был ужасный и я никак не мог определить фактический битрейт. Хотя используется хороший модуль. И опять же неясно: то ли телефон не поддерживает высокий битрейт на SBC, то ли bluetooth ресивер.

Собтвенно, звук через aptx.

Во-первых, уровень выходного сигнала на aptx почему-то раза в 2 выше, чем без оного. Самое главное отличие кодека aptx от SBC - это широкий динамический дапазон. Т.е. высокие частоты хорошо различимы и муз инструменты лекго читаемы. Низкие - они во-первых, просто появились. А во-вторых, они глубокие и динамичные. Субъективно сравнивая в машине: звук стал не хуже чем радиостанции без динамического сжатия (Орфей, например). Звук неcколько хуже чем, mp3-320 через встроенное устройстов для чтения флешек: меньшая детальность и стерео-сцена. И звук все равно значительно хуже чем CD.
Есть еле слышимый фоновый шум на макс громкости. Он отстуствует вообще даже при проигрывании MP3. Следует заметить что у коробочки нет гальванической развязки по питанию и поэтому могут быть помехи. Я во время движения пока не пробовал и поэтому ничего не могу сказать.
Звук через spdif в ближайшее время протестить не смогу, т… к ресивер у меня на даче и доберусь туда нескоро.
И наконец по поводу медиа сигналов. Если приходит СМС на телефон, то звук через bluetooth приглушается, но звук само СМС не проходит.

Потроха

Теперь посмотрим на потроха этой коробочки. Октрывается все легко: достаточно поддеть днище, которое крепится только на защелках. И вот что предстает нашему взору.
Aptx действительно присутствует в виде чипа . Он вшит ввиде готового bluetooth модуля. Для справки, такие модули .
А, вот, ЦАП как я и предполагал оказался самым примитивным - это древний . В стороне от него самый большой чип - это трансивер для реализации spdif. Есть еще один загадочный чип (средний по величине), он никак не промаркирован. C обратной стороны плату снять не удалось, т.к. была слишком жестко посажена и я боялся разломить ее или перерубить bluetooth аненну (два толстых проводника с краю от модуля). Но зато выяснился OEM производитель подобных коробочек - это .

Покупать или нет - решать вам. На мой взгляд устройство однозначно стоит своих денег, но имеет один существенных недостаток - для хорошего звука вам нужен телефон с поддержкой APTX. А это только некоторые Sony, HTC и Samsung Galaxy.
Еще один недостаток - каждый раз надо подтвержждать подключение коробочки, т.к. ее питание отключается при отключении зажигания.