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USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

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USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

Musiland 樂之邦 Monitor 06 Plus USB音效卡

USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

Musiland 樂之邦 Monitor 06 Plus USB音效卡 - 連接小米Note Pro

由於樂之邦Monitor 06 Plus這款音效卡的優秀音質表現、輕薄的外形、MicroUSB介面以及支持外接供電介面的設計,彷彿就是一款為手機而生的外置音效卡。而智能手機早已成為多數用戶的主力「個人電腦」平台的今天,手機外接音效卡不僅是現實的市場需求,更是佔了06 Plus用戶的一半以上。

一些購買需求但還處於觀望狀態的讀者,由於擔心06 Plus是否會存在兼容性問題,希望能看到在不同品牌Android智能手機下的運行表現,同時也考慮讓硬體相對落伍的舊手機和06Plus組合成為攜帶型播放器使用。這些因素也激發了Soomal編輯們的興趣進行了簡單的測試。然而就是這些偶然的因素集合,卻讓我們發現了Android系統和樂之邦USB音效卡解碼器組合時出現了SRC問題。

USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

Musiland 樂之邦 Monitor 03 Plus USB音效卡

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Musiland 樂之邦 MD30 Plus USB外置解碼器

雖然測試機型樣本數量非常有限,但使用手機搭配樂之邦SuperDSP210核心的USB音頻設備確實會出現一些問題,其中而最關鍵的則是在大多數Android手機上,外接03 Plus等音效卡解碼器時均運行在192kHz單一採樣率上。雖然看起來192似乎比48高出不少,但對於目前絕對主流的44.1kHz採樣的音樂文件或雲音樂資源來說,還是會將採樣率非整數倍轉換[也就是Soomal經常提起的SRC問題]至192kHz後播放,這類SRC現象在音樂應用中是應當避免的。

通過這次測試引發的一系列疑問,首先要解答的就是Android系統設備在使用其它USB音頻方案時是否存在相同的192kHz SRC現象。對於移動音頻發燒友和捆綁黨來說,畢竟除了樂之邦SuperDSP系列產品外,目前市面上還有相當數量的兼容USB Audio Class 2.0[UAC2]的音頻設備可供選擇。這種奇異的SRC現象是不是特定廠商的設備[如06Plus]在Android手機上才會出現?於是我們找來的幾款市面上流行的USB音頻方案設備,通過它們的SPDIF數字輸出至MD30解碼器,查看其連接手機工作狀態下系統默認內置音樂播放器在播放44.1kHz採樣率測試信號時,音效卡實際的輸出採樣率。參與測試的有樂之邦06 Plus、對供電要求較低的數字時代2、某XMOS純數字音效卡、某Amanero開源USB方案、C-Media CM6631方案,以及一款僅支持到48kHz採樣率的PCM2706作為低端或較老的USB音頻設備參考。

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C-MediaUSB音頻IC

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Google 谷歌 Nexus 7 平板電腦 - 外接XMOS USB數字音效卡

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採用Amanero方案的ARM+CPLD架構USB2.0純數字音效卡

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Musiland 樂之邦 Digital Times 2 [數字時代2]USB純數字音效卡

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英偉達 nVIDIA Shield TV

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Google 谷歌 Nexus 6P 智能手機

參與測試的Android設備有vivo Xplay6[升級至Android 7.0]、小米Note Pro[MIUI9]、Google Nexus 6P[Android 8.0],Nexus 7[運行Android 6.0,CM13.0]以及NVIDIA Shield TV[運行Android 5.1],包含了手機、平板機頂盒等主要的Android設備類型。為了增加參考性,還加入了微軟Lumia 950以及蘋果iPhone 5C兩款非Android機型進行對比。


機型音頻設備 06 Plus 數字時代2 某XMOS 某CM6631 某Amanero 某PCM2706
vivo Xplay6Android 7.1 無法連接
小米Note ProMIUI9 無聲 192 192 192 192 48
Nexus 6PAndroid 8.0 無聲 44.1
Nexus 7Android 6.0 48或176.4 192 192 192 192 48
Shield TVAndroid 6.0 無聲 192 192 192 192 48
iPhone 5C 44.1 44.1 44.1 44.1 44.1 44.1
Lumia 950 44.1 44.1 44.1 44.1 無法連接 44.1

雖然參與測試的機型很少,但從運行結果來看,幾款Android設備搭配不同USB音頻方案設備的表現已經有一定的代表性。Xplay6在更新後OTG功能被屏蔽,U盤等設備亦無法使用,當然Xplay6的自身音質表現已經夠好,用戶對外接USB音效卡的需求並不迫切。

到這裡可以看出,我們在上一篇文章中發現的疑問,在這裡有了一些初步的答案。首先第一個問題就是樂之邦兼容UAC2驅動的SuperDSP設備中,06 Plus與Android系統設備確實存在一些兼容性問題,雖然系統可以識別並且將默認音頻輸出設備切換至06 Plus,音樂可播放,但系統內置音樂播放器和雲音樂應用無任何聲音輸出,並且可以確認的是與供電無關。唯一的例外是運行CyanogenMod13[基於Android 6.0]的Nexus 7可發聲,但採樣率會從48和176kHz中隨機鎖定。而且,06 Plus在樹莓派的數字音樂播放系統中同樣會鎖定採樣率,無法播放44.1kHz以外的音頻文件。這個問題可能是來自06 Plus內部硬體或固件的變動,導致了Android/Linux系統自帶的USB音頻驅動無法正確設置當前採樣率,這也解釋了06 Plus在三星Galaxy S8+上為何聲音異常。當然,06 Plus在這些Android設備上仍可以通過海貝音樂實現正常的音樂播放。通過升級系統能否解決問題?在Nexus 6P升級至Android 8.0後,外接USB音效卡反而無法在海貝音樂以外的音樂應用中發聲,僅能通過海貝音樂使用。

USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

Nexus 7連接數字時代2在系統自帶音樂播放應用下的頻響掃描

USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

小米Note Pro外接數字時代2在海貝音樂的頻響掃描

而大多數Android系統設備在連接USB音效卡解碼器時,確實存在採樣率鎖定的問題。無論是03 Plus、數字時代2、MD30Plus等06 Plus以外的樂之邦SuperDSP設備,還是XMOS、C-Media等非同步USB音頻方案,系統默認播放採樣率都鎖定在192kHz上,而主流的44.1kHz音樂也會通過非整數倍SRC重採樣至192kHz播放。而通過頻響掃描和主觀的實聽對比,SRC帶來的音質劣化趨勢和手機自身耳機輸出的SRC問題接近,聲音解析力會有所下降,變得粗糙,相對把同樣的USB音效卡從PC轉至手機帶來的音質下降要明顯一些。另外,HTC U11的耳機線搭配Android手機時也存在相同的SRC問題,只是對許多手機用戶而言,這根耳機線帶來的音質提升是一個巨大的飛躍;Android機頂盒用戶外接USB音效卡也是相似的情況,此時SRC帶來的缺點自然就不那麼突出了。

USB音效卡解碼器連接Android手機時問題的出現和分析[二] 不同USB音頻設備的測試和解析 [Soomal]

HTC U11智能手機 - USB Type-C至3.5mm模擬耳機輸出轉換線

如果用戶需要一個過氣手機外接USB音效卡當「捆綁黨」使用,iPhone+Camera Kit似乎是最穩定的選擇,Lumia 950將採樣鎖定在44.1kHz下,對雲音樂應用的音質不會產生什麼負面影響,但無法滿足高清音頻播放的需求。 無論從音質還是電池續航考慮,Android設備無論是自身的模擬輸出還是外接USB音效卡,SRC都應當盡量避免。但為何Android外接USB音頻設備時,會將採樣率提升至192而不是更常見的48kHz?外接設備的SRC問題能否解決?我們將對Android的音頻子系統進一步的深入分析後給出答案。

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