Как изменить частоту дискретизации звука на андроиде

Обновлено: 02.05.2024

Подумайте, какие ассоциации вызывает у вас операционная система Google Android? Наверняка, одной из первых в голове всплыла «распространенность», «популярность». Или, при подобающем настроении, такое словосочетание как «зоопарк устройств». Что и говорить, выбор в пользу Android уже давным-давно сделали почти все известные разработчики мобильных гаджетов.

В крупных компаниях этот шаг знаменует собой начало большого пути для подразделения R&D (Research and Development). Ведь базовые возможности Android (по крайней мере, до релиза Lollipop) были весьма скромны и могли устроить только завсегдатаев XDA Developers, которые все необходимое и сами могут дописать. В поисках примеров можно даже не уходить в дебри Android. Скажем, аппараты с поддержкой нескольких SIM-карт уже давно стали самым обычным явлением на рынке. А API для работы с ними был официально добавлен только в Google Android 5.1.

Сегодня мы подробно рассмотрим еще одну сторону ОС, которой разработчики Google Android не уделяют достойного внимания — работу со звуком. Зачем, в принципе, нужен звук на телефоне? В первую очередь, чтобы воспроизводить звонок. С этой задачей мобильные устройства справляться уже научились. Было бы здорово также вставить какой-нибудь аудиоплеер. и здесь компания Google без особых раздумий перекладывает все на производителей устройств. Беспроводное проигрывание через Bluetooth или динамики мобильных устройств зависит от ряда дополнительных факторов, требующих отдельного изучения, поэтому в данной статье мы рассмотрим, как обстоят дела с воспроизведением аудио исключительно через разъем для наушников.

До выхода Android L операционная система поддерживала «из коробки» только PCM-аудио с частотой дискретизации 44,1 или 48 кГц. К этому общему знаменателю по умолчанию приводится весь пропускаемый через систему аудиопоток. Исправление ситуации проходит на уровне конкретных производителей, которые устанавливают собственные ЦАП и пишут для них софт. Это могут позволить себе лишь крупные компании. Приобретая такое недешевое устройство как смартфон, хочется услышать адекватный по стоимости аудиочип, но на сегодняшний день это является скорее исключением из правил — большинство моделей ограничиваются лишь тем, что включено в однокристальную систему. А это значит, что воспроизведение происходит с принудительной конвертацией звука в формат, описанный в начале абзаца.

Любой, кто хотя бы немного знаком с обработкой звука, знает, что всякое препятствие на его пути чревато самыми тяжелыми последствиями. При желании проследить всю обработку звука в ОС Android можно через исходный код. Уже при поверхностном изучении настороженность вызывают следующие моменты:

Для принудительной конвертации в нативный формат применяются как минимум целых три конвертера — в audioflinger, speex и webrtc. Здесь никакого прогресса не наблюдается с самых ранних версий, Google лишь исправляет баги.
Слишком высокий тайминг в аудиосервере Android (audioflinger/libstagefright) при большом числе потоков.
Программная регулировка громкости — критичный для аудиофилов аспект, с которым, увы, ничего не поделаешь в принципе.
Колоссальные проблемы с поддержкой ALSA-драйверов (Advanced Linux Sound Architecture). Этот вопрос решается на уровне производителей устройств. Некоторые из них уже предлагают удачные решения, например, Sony и HTC.

Помимо R&D-отделов больших компаний, над улучшением звука Android активно работают энтузиасты, разрешающие порой чуть ли не безвыходные проблемы. Плоды этих титанических трудов можно оценить на пресловутом XDA Developers.

Здесь работает общее правило: чем ниже уровень, на котором производятся улучшения, тем эффективней будет результат. Материнские платы компьютеров легко вмещают всякие разновидности «high definition audio», способные удовлетворить не очень щепетильного пользователя. Что же касается современных мобильных устройств, то их размеры создают для реализации качественного звука гораздо более серьезные ограничения.

Тем не менее, прогресс в звуковой составляющей современных смартфонов очевиден. Как это ни удивительно, даже чипсетные кодеки порой играют неплохо, например, ЦАП Hexagon, устанавливаемые в SoC Qualcomm Snapdragon. Что касается однокристальных систем, менее выдающихся в плане звука (модели Samsung Exynos, Mediatek MTK), то их производители сейчас нередко устанавливают сторонние ЦАП. К сожалению, при таком подходе обычно игнорируется сопроводительная документация, что приводит к затруднениям на более высоких уровнях.

А выше «железа» у нас прописано ядро Linux — база, на которой функционирует ОС Android. Здесь находится все, что обеспечивает работу аппаратной начинки. Конкретно за звук отвечает ALSA — Advanced Linux Sound Architecture. Пионером в реализации ALSA стала компания Samsung, а вообще в ранних устройствах на базе Android эта архитектура еще не поддерживалась, поскольку сама Google еще не пришла к необходимости единообразия на данном уровне разработки.

Сама по себе архитектура ALSA является весьма оригинальной, что отчасти объясняет проблема в создании низкоуровневого ПО. Даже на написание даже простого драйвера требуется много времени. К тому же, в отличие от десктопных систем, у смартфонов есть своя специфика. Поскольку мы имеем дело с телефоном, обязательна реализация голосовой связи. Кроме того, требуется грамотное управление питанием — об автономной работе Android-устройств лишний раз и говорить нечего. Наконец, учитывая ограниченные ресурсы прикладного ЦП, встает вопрос о декодировании популярных форматов другими аппаратными средствами.

Типичный сценарий работы над ALSA-драйверами сегодня выглядит следующим образом. Поставщик SoC или кодека предоставляет производителю устройства некую «рыбу» в комплекте с многотомной документацией, при виде которой у Linux-сообщества потекли бы слюнки. Но работникам R&D-отделов производителя такой энтузиазм, мягко говоря, не свойственен. В результате чего пользователи получают ПО, где взамен реализованных возможностей железа предлагаются лишь бесчисленные баги и вообще полнейшие нелепости.

Что касаются производителей «второго эшелона» (как правило, многочисленных и малоизвестных компаний из Китая), то в соответствии с лицензией GPL они не обнародуют исходный код ядра вообще. С этической точки зрения выглядит это весьма скверно: на основе открытого кода Linux создается по сути закрытый, засекреченный продукт.

Как же свести весь этот «зоопарк» к общему знаменателю, чтобы любой обладатель Android-устройства мог получить качественный звук? Интерфейс ALSA-драйверов един, и, если доступны их исходные файлы, можно попытаться самостоятельно улучшить качество звука, чтобы использовать возможности устройства на 100%.

Поскольку взаимодействие осуществляется на уровне ядра, для всех нововведений потребуется наличие рут-доступа. Это позволит обойти верхние уровни аудиосистемы Android и взаимодействовать с ALSA-драйверами напрямую. Что и делает программа, которую мы задействуем для сравнительного тестирования аудиотрактов.

Подробный разбор полезных функций и настроек вашего смартфона продолжается и сегодня речь пойдет о настройках звука, которые вы можете найти в меню «Для разработчиков».

В прошлой статье (ссылку на которую найдёте ниже) я показал несколько пунктов, которые я рекомендую отключать, а так же подробно остановился на настройке «Буфера журнала», если ещё не читали, то рекомендую ознакомиться после прочтения этой публикации.

Ну что же, без лишних слов приступаем к подробному обзору и первым пунктом, смысл которого я бы хотел объяснить, станет:

Отключить абсолютный уровень громкости Bluetooth

Основным назначением этой настройки является недопущение перегрузки подключённых по Bluetooth наушников и колонок. Если активировать этот переключатель, устройству будет запрещено выходить на максимальную мощность.

Именно поэтому если в ваших беспроводных наушниках, при подключении к смартфону, звук становиться сильно тише привычного уровня, я рекомендую отключить абсолютный уровень.

Отключить аппаратную разгрузку профиля

Этот пункт, как правило не требует вмешательства пользователя смартфона, но в очень редких случаях, при отсутствии звука в Bluetooth наушниках, его нужно включить в настройках. Если же у вас всё работает, никаких действий производить не нужно.

Версия Bluetooth AVRCP

Настройка поддерживается на смартфонах с Android 8.0 и выше, и отвечает за взаимодействие между двумя устройствами (наушники и телефон).

Скорее всего на вашем смартфоне выставлено значение «AVRCP 1.4» (по умолчанию), но я рекомендую выбрать «AVRCP 1.5», так как в этой версии сохранены все возможности 1.4, но она лучше оптимизирована и на некоторых смартфонах может оказать положительное влияние на скорость отклика на различные команды, по типу: Переключение треков, повышение/уменьшение громкости, вызов голосового ассистента и так далее.

Версия Bluetooth MAP

Аудиокодек для передачи через Bluetooth

Для того чтобы вносить изменения в это меню, вам нужно знать какие кодеки поддерживаются вашими наушниками или колонкой. Самыми распространёнными являются AAC и SBC, а лучшими по качеству передаваемого звука (из доступных) LDAC и Qualcomm aptX HD Audio.

Подчёркиваю, если ваши наушники работают только с SBC, от того что вы выберете тот же LDAC, качество не улучшится, это важно понимать.

Частота дискретизации при передаче через Bluetooth

Чем больше, тем лучше, но чем лучше, тем больше ресурсов на передачу и кодирование расходует смартфон. Как и предыдущий пункт должен поддерживаться не только смартфоном, но и Bluetooth устройством, иначе настройка будет сброшена до стандартного значения (44.1 кГц). Оптимальной принято считать 48.0 кГц.

Последующие пункты настраиваются только если наушники подключённые к смартфону поддерживают LDAC и aptxHD. Но при редактировании помните, что при выборе максимального качества звука, радиус приёма сигнала может сильно сократиться.

С настройками звука закончили, если вам интересно почитать про настройки графики, напишите об этом ниже и в ближайшее время я создам подробную инструкцию.

Ещё с момента появления первых смартфонов пользователей волнует тема, связанная со звуком, — как заставить свой аппарат проигрывать музыку лучше? Многие покупают плееры, внешние ЦАПы для смартфонов или просто смартфоны с хорошими ЦАПами. Но это всё даёт преимущество только в битрейте и частоте дискретизации. В этой статье поговорим про возможности разных эквалайзеров и особенностях их настроек.

Содержание

Отдельные эквалайзеры без ROOT

Wavelet

Зачастую эквалайзеры работают только с приложениями, проигрывающими музыку — системные звуки и аудиопоток из, например, YouTube, остаются нетронутыми. На моей памяти, Wavelet — единственный эквалайзер, не требующий ROOT-доступа, и при этом позволяющий применить настройки ко всей системе. Для этого в приложении нужно включить специальный Legacy-режим. К тому же, здесь присутствует удобный функционал автоматического переключения профилей между аудиоустройствами, с которых воспроизводятся звуки. В остальном, эквалайзер не предлагает большой вариативности, особенно без разблокировки всех функций, которая стоит денег — 329 рублей. Но бояться этого не стоит, все основные функции в бесплатном режиме доступны: автоматическая эквализация, основанная на моделях разных наушников и колонок, графический 9-полосный эквалайзер, ограничитель (лимитер) и настройка баланса. В платном режиме также становятся доступными усилитель баса, виртуализатор, реверберация и бас-тюнер.

Особенности Wavelet:

настройки действуют на всю систему;
достаточный для большинства функционал в бесплатном режиме;
простой и понятный интерфейс;
автоматические переключение профилей для Bluetooth, динамиков и наушников.

Poweramp Эквалайзер

Как и одноимённый плеер, этот эквалайзер обладает запредельным количеством функционала — здесь можно настроить практически каждый аспект звука, будь то эквализация, компрессия или частота дискретизации. Такой эквалайзер подойдёт как простому пользователю, так и аудиофилу. Интерфейс пусть и удобный, но довольно сложный, хотя к нему нетрудно привыкнуть. На первой вкладке находится эквалайзер и кнопка ограничителя, на второй — компрессор и настройка баланса звука. В настройках можно регулировать такие параметры, как количество полос эквалайзера (максимум — 31!) или частоту дискретизации на выходе аудиопотока, а также многие другие, более мелкие функции. К сожалению, всё это доступно только при оплате Премиум-доступа стоимостью 150 рублей, а в бесплатном пользователю будет доступен только эквалайзер.

Особенности эквалайзера от Poweramp:

большое количество функционала при оплате Премиум-доступа;
детальная настройка аудиопотока;
31-полосный эквалайзер;
импорт и экспорт настроенных профилей.

Отдельные эквалайзеры с ROOT

Viper4Android

Этот эквалайзер — самая настоящая живая легенда среди всех Android-эквалайзеров. Ещё со времён Android 2.3 это приложение радовало пользователей поистине большим количеством функционала и удобной работой. Как и в Wavelet, здесь можно активировать применение звука ко всей системе, а также автоматически переключаются профили. Помимо этого, приложение обладает огромным количеством функционала, начиная с простого 10-полосного эквалайзера, и заканчивая конвольвером (функция, позволяющая применять импульсы) и расширением спектра (поднятие битрейта алгоритмами). К сожалению, основные разработчики уже давно забросили своё творение, так что теперь на последних версиях Android приходится довольствоваться кое-как работающими модами от энтузиастов.

Особенности Viper4Android:

большое количество функционала, в том числе нетипичного;
настройки действуют на всю систему.

JamesDSP

JamesDSP задуман как более современный и работоспособный аналог Viper4Android. По сути, этот эквалайзер обладает почти тем же функционалом, за исключением нескольких функций, например, расширения спектра. При этом, некоторые из них здесь реализованы лучше с технической стороны и их применение вызывает меньше искажений аудиопотока в конечном итоге.

Особенности JamesDSP:

нормальная работа на последних версиях Android;
лучшая реализация функций, чем у V4A.

Хорошие эквалайзеры в составе плееров

Stellio

Stellio — хороший плеер, интерфейс которого выполнен в красивом плоском стиле. На удивление, в каком-то смысле его эквалайзер оказался даже мощнее, чем описанный выше Poweramp, если говорить о настройке именно звука, а не параметров аудиопотока. Здесь есть 12-полосный эквалайзер, компрессор, эхо, реверберация, эффект полёта и AutoWah. Помимо этого можно настроить тон и скорость проигрываемой записи. Если нужно, эквалайзер можно выключить и использовать отдельный. К сожалению, убрать рекламу и получить эксклюзивные темы для плеера можно только при покупке Премиум-доступа стоимостью 200 рублей.

Особенности эквалайзера Stellio:

большое количество функционала, в том числе нетипичного.

JetAudio

Если предыдущий плеер обладал современным приятным интерфейсом, то jetAudio, увы, этим порадовать не сможет. Однако, у него есть свои преимущества: как минимум, более стабильная работа и интересный функционал. Например, здесь можно включить вывод звука через движок HRA, который позволяет высококачественно воспроизводить Hi-Res-файлы. Помимо этого, конечно, здесь есть эквалайзер и множество других функций, таких как: реверберация, компрессор, усилитель звука AM3D, Bongiovi DPS (аналог автоматической эквализации в Wavelet), Crystalizer. К сожалению, бесплатно доступен только эквалайзер с реверберацией и компрессором, остальное можно приобрести пакетом за 350 рублей (или получить через Play Pass), либо купив нужную функцию отдельно, отдав по 260 рублей за каждую. Также можно настроить баланс звука и включить автопереключение профилей.

Особенности эквалайзера jetAudio:

наличие фирменных фишек;
автоматические переключение профилей для Bluetooth, динамиков и наушников.

Советы по настройке эквалайзера

Большинство пользователей настраивают эквалайзер в виде параболы: с задраными высокими и низкими частоты и заваленной серединой. Я тоже так делал, пока не понял несколько простых правил: что слишком большое усиление любой частоты приведёт только к искажению итогового звучания, но никак не к улучшению, а также, что середина — на самом деле важная составляющая любой песни.

На основе личного опыта прослушивания и сведения музыки, я составил краткий «справочник частот», который поможет вам разобраться в том, как именно настроить свой эквалайзер:

Стоит понимать, что одинаковые настройки для разных аудиоустройств не подойдут — у каждого из них своя АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) и нюансы, под которые нужно настраивать отдельное звучание. Именно поэтому я выделял в особенности автоматическое переключение профилей — если кроме наушников у вас есть колонка и/или неплохие динамики в смартфоне, лучше настроить под них отдельные профили.

Зачастую смартфоны не могут похвастаться хорошим звуком, включая «музыкальные смартфоны с ЦАП» в сравнении с отдельными Hi-Fi плеерами. Этот материал о причинах и их возможных решениях. Наиболее подробно будет описана та часть, которая критичная именно для смартфонов.

При сравнении отдельного Hi-Fi плеера и смартфона для многих не очевидна разница в логике работы ОС. И по этой причине, смартфон с навороченным ЦАП может звучать существенно хуже, чем отдельный плеер на более простых комплектующих. Рассмотрим всю цепочку прохождения звукового сигнала по блокам и их влияние на конечное качество звучания.

В наиболее простом виде маршрут сигнала выглядит так. Рассмотрим подробнее каждый блок.

Исходный файл

Качество исходника безусловно важно, но, если не рассматривать низкобитрейтные форматы Lossy, то влияние на общее качество невелико. Безусловно, лучше использовать Lossless форматы в виде ape, flac и т.п…

Плеер

От плеера зависит корректная передача звукового потока дальше в систему. Если не рассматривать включение различных эффектов обработки звука, то в случае с lossless звук должен передаться без изменений, а для Lossy звучание может отличаться между плеерами из-за разных наборов декодеров.

Микшер ОС

Именно в микшере заключается кардинальная разница между Hi-Fi плеером и смартфоном на ОС Android.

На ЦАП должен придти всего один стерео поток, но при этом несколько приложений могут одновременно воспроизводить звук. Например, плеер, различные музыкальные уведомления, музыка в игре и т.п… Все эти звуковые потоки могут иметь разную частоту дискретизации и разрядности. Микшер все потоки должен привести к единой частоте и после сложить в один поток. Такая логика одинакова для смартфонов на Android, iOS, Windows, Linux и т.п.

В редких случаях, если воспроизводится звук лишь из одной программы, то микшер может отключаться. Но это редкое исключение, которое практиковалось в ранних версиях ОС для ПК. Причиной отключения микшера была экономия ресурсов. Сегодня же делается упор на универсальность и стабильность работы приложений. Для системы назначается единая частота дискретизации и ее разрядность. Из-за алгоритмов конвертации качество звука деградирует.

Так как ПК активно используются для работы со звуком, где системный микшер совсем лишний, то для Windows есть два альтернативных вывода звука: WASAPI и ASIO.

При использовании WASAPI и ASIO звуковой поток минует системный микшер и поступает напрямую в драйвер устройства и далее в ЦАП. В схеме блок драйвера между микшером и ЦАП для простоты убран.

При такой организации маршрута сигнала в системе только одно приложение может воспроизводить звук. Остальные приложения будут молчать. На практике такой подход не всегда приятен пользователю, где при запущенном секвенсоре нет звука например из skype. Для некоторых звуковых карт сделан хитрый ход – драйвер может принять два потока – один с WASAPI и один из ASIO и далее средствами своего драйвера их смикшировать с высоким качеством.

Если для ОС Windows все относительно прозрачно и есть четкие названия для вывода звука, то в смартфонах с Android – полный мрак. Сейчас в некоторых плеерах можно встретить такие названия, как «Hi-Rez output driver», которые по своей сути являются аналогом WASAPI/ASIO и позволяют отдать звуковой поток мимо системного микшера ОС Android.

В Hi-Fi плеерах FiiO на Android есть специальный режим, когда отключается все, что можно и остается только программный плеер в системе. Хотя плееры некоторых компаний, используют пересчет потока из 44.1 в 48 кГц. Но, если к примеру у Pioneer XDP-300R алгоритм качественный, то у первого недешевого флагмана Sony ZX1 был посредственный.

К чему столь подробное описание микшера ОС? Насколько сильно он вредит?

Если брать очень грубую аналогию с фото и видео, то у нас на входе фильм с разрешением 4k. И есть соответствующий телевизор с разрешением 4k (аналог хорошего ЦАП, усилителя и качественных наушников). Программный плеер отдает кадры в микшер ОС и микшер все конвертирует в разрешение 640х480 самым низкокачественным способом для возможности наложения дополнительных системных титров (аналогично рингтонам). После же поток обратно конвертируется в 4k из 640х480 и качество картинки на хорошем телевизоре оставляет желать лучшего. Как решает эту проблему пользователь, не слишком понимающий, от чего качество картинки так сильно пострадало? Он перебирает разные плееры, крутит в них настройки резкости, яркости, динамической обработки и останавливается на том плеере, где предварительная обработка изображения до понижения в 640х480 и обратно в 4к даст наименее ужасный результат. И этот плеер потом будет рекомендоваться как «самый качественный».

При прямом же сравнении качества картинки с плеера, который напрямую донесет картинку без этапа изменения разрешения в 640х480, а например трансляции на монитор с разрешением 2k – результат будет существенно лучше. В комментариях можно обсудить другие варианты аналогий.

Для реальной оценки влияния микшера на звук подготовлены специальные звуковые файлы.

Деградация качества наиболее заметна на тихих участках композиции или при выставленном малом уровне громкости. Причем, чем изначально громче смартфон (с мощным усилителем), тем больше надо снизить уровень для комфортного прослушивания в наушниках и тем самым сильнее будут слышны искажения.

Для примера было оцифровано вступление Mari Boine – Song For The Unborn. Это совершенно обычный трек. При желании можно подобрать более проблемный трек или вовсе обойтись техническим сигналом.

В качестве источника выступил смартфон Xiaomi Redmi Note 4x на Android 7. У Android штатно доступно 15 ступеней для регулировки уровня громкости. Для получения полной картины была проведена оцифровка всех уровней в штатном плеере Android Google Player (Play Музыка) и Neutron (платная версия с возможностью отдать звуковой поток в обход системного микшера в этом смартфоне). В названии файлов: уровень «15» соответствует максимальному уровню, «1» минимальному. Буква G – Android Google Player, N – Neutron.

Для тех, кто не хочет вникать в тонкости, можно отдельно прослушать два файла для минимального уровня громкости, где разница наиболее явная.

Треки нормализованы к полной громкости и соответственно фоновый шум с ЦАП должен быть хорошо слышен для вариантов низкой громкости.

В варианте для Google плеера гораздо сильнее слышны те искажения, о которых идет речь в этом материале.

Возможно, у вас появится новая ассоциация с фразой «андроидный звук». Если же разница в звучании совершенна не очевидна, то или есть серьезные проблемы со слухом, или устройство для воспроизведения никуда не годится. В любом случае, оставьте свое мнение в комментариях к материалу.

Архив представлен файлами для всех уровней. Они нормализованы к одинаковой амплитуде. Попробуйте сравнивать файлы от разных плееров на одинаковой амплитуде. В наушниках обычного и посредственного качества разница должна быть слышна до уровней 10-11. Далее разница может упереться в возможности вашего источника – если он добавляет искажений, то файлы от Neutron потеряют исходную прозрачность звучания.

На аппаратуре, где воспроизведение прямое, без дополнительных искажений от системы разница есть для всех уровней.

Разница амплитуд относительно максимума для ступеней уровней регулятора выглядит так:

Возможно, в других устройствах, отличных от Xiaomi Redmi Note 4x, распределение амплитуд другое. Значения в процентах в Neutron не имеют никакой прямой связи с децибелами, эти цифры условны.

В целом, если данные обрабатываются в регуляторе громкости в 24 бит и этот поток поступает на ЦАП, то без потери качества есть запас по регулировке до 48 дБ (до 1-ой ступени). При понижении более, чем на 48 дБ при корректном понижении амплитуды исходный звуковой поток станет немного шумнее, а при некорректном, добавятся искажения и качество снизится.

При передаче данных в 32 бит запас по регулировке громкости без искажений составляет 96 дБ.

При беглом поиске не удалось найти упоминание, какой ЦАП использует Xiaomi Redmi Note 4x, но есть вероятность, что что-то из серии Qualcomm Aqstic Audio Codec, которые рекомендованы для используемого Qualcomm Snapdragon 625. Текущая серия Aqstic обладает характеристиками в виде динамического диапазона в 130 дБ и уровнем искажений до -109 дБ. Младший WCD9335 принимает поток до 192kHz/24bit, старший WCD9341 до 384kHz/32bit и DSD128. По отношению к Redmi Note 4x немного смущает, что полноценно вывести звуковой поток выше 48 кГц не удалось. Возможно, используется еще более ранняя версия кодека со схожими параметрами. По итогам тестирования можно уверенно сказать, что есть полноценная поддержка 24 бит, а по уровню искажений этот ЦАП ничуть не хуже альтернативных современных ESS/AKM.

После прослушивания демонстрационных записей, как только станет очевидно, что же именно надо услышать, попробуйте послушать уже свои треки в разных плеерах. Возможно, у вас хороший смартфон с штатным фирменным плеером и таких проблем нет. А может и обратная ситуация – ЦАП от ESS/AKM, а звук как из «Android».

Искажения в каждом смартфоне могут немного отличаться из-за разной фактической частоты дискретизации. По умолчанию, микшер работает на максимально поддерживаемой частоте для ЦАП.

Может быть и такой вариант, микшер будет добавлять искажений от конвертации звукового потока, но мастер-уровень громкости будет работать в самом ЦАП, что сделает искажения едва слышимыми во всем диапазоне уровней громкости.

Либо вместо штатного ресемплера у смартфона может использоваться качественный и ресурсоемкий SRC, где смартфон не поддерживает прямое воспроизведение в 44,1 кГц, но при
этом очень качественно конвертирует в 48/96/192 кГц, как это делает к примеру Onkyo Granbeat DP-CMX1.

Пути решения проблем с искажениями

Использование специального плеера

Использование плеера, который поддерживает вывод звука в обход микшера. Решение на первый взгляд простое, но не всегда рабочее. Дело в том, что плееров с такой поддержкой – считанные единицы и работают по принципу «удачи». Более того, плеер может показывать в настройках, что вывод звука прямой, но по факту – кривой. Так же не исключены и «подлянки» от очередных обновлений системы.

Из собственного опыта, путем тестов практически всех плееров год назад удалось выявить единственный плеер для Xiaomi Readmi Note 4x в виде PowerAmp версии v704 с экспериментальным выводом звука Hi-Rez. Счастье длилось месяц-два, т.к. после ОС обновилась с 6-й до 7-й версии и вывод в Hi-Rez перестал работать. Почти год не было ни одного плеера с прямым выводом для Android 7. Потом появилась версия v790, из которой звуковой поток выходил не выше, чем в 16 бит и приложение останавливало звук, если экран гас. Буквально на днях вышла версия v709, и она, за исключением некоторых багов работает как надо.

При этом чуть ранее обновился Neutron, у которого аналогично добавилась поддержка прямого вывода. Но так как Neutron не утруждает себя публикацией версий, то когда именно появилась действительно рабочая версия – сложно сказать. Ранее Neutron мог корректно выдавать звуковой поток только по USB.

На носу обновление до Android 8 с аналогичными рисками потери возможности прямого вывода звука на неопределенный срок. Надо ли обновляться до Android 8, если смартфон используется как источник звука — хороший вопрос.

В пример часто приводят foobar2000. Этот плеер адекватный результат для внутреннего кодека показывает только в Android 5. И при этом только для 16 бит.

Например тестирование в лаборатории RAA смартфонов LeEco Cool changer s1 и Xiaomi Redmi Note 4 как раз попало в промежуток отсутствия подходящих плееров под Android 7 и результаты хорошими назвать нельзя.

Использование внешнего ЦАП с усилителем

Это хороший вариант, где можно и ЦАП «прокачать» и усилитель. Но, при подключении такого устройства микшер Android аналогично будет повышать частоту дискретизации с проблемами в звучании.

Xiaomi Mi A1 и xDuoo XD-05

Здесь в примере воспроизведение из Android Google Player с исходным файлом с частотой дискретизации 44,1 кГц. На экране xDuoo XD-05 мы видим 192 кГц. Экран с отображением частоты – удобная вещь.

Для внешних ЦАП надо подбирать отдельный плеер со своей библиотекой драйверов. Из практики – каждый плеер работает только с определенным перечнем устройств и под каждое устройство надо подбирать отдельный плеер. Благо, хоть они и платные, но относительно недорогие и обычно есть пробные версии.

Xiaomi Mi A1, Pro-Ject Pre Box S2 Digital и Final Audio Design F4100

При воспроизведении из более подходящего плеера частота воспроизведения во внешнем ЦАП будет совпадать с частотой исходного файла. В примере при воспроизведении через Neutron на экране Pro-Ject Pre Box S2 Digital показана исходная частота 44.1 кГц.

Плееры для USB обычно обновляются более оперативно при выходе новых ОС, т.к. они ориентированы на пользователей, которым важно качество звука и которые понимают, в чем оно заключается.

По сути, использование внешнего ЦАП для смартфона желательно лишь наличием чуть большего количества возможных плееров с более оперативным обновлением под новые системы. А вот вариант «бутерброда» из смартфона и ЦАП в эксплуатации не слишком удобен.

Если для определенного смартфона все программные плееры не поддерживают прямого вывода звука для USB-ЦАП, то все не так плохо, подойдет рекомендация для случая с использованием обычного усилителя.

Отдельный усилитель

Если смартфон использует хороший ЦАП, то можно максимально снизить влияние искажений от микшера системы.

Xiaomi Mi A1, Aune B1s и Final Audio Design F4100

Для этого надо выставить уровень громкости на максимум и уже далее регулировать громкость в самом усилителе. И попутно мониторить информацию по обновлениям версия программных плееров.

Альтернативный вариант без усилителя — использовать наушники с аналоговым регулятором громкости, вроде Sennheiser CX 980.

Хотя именно ЦАП обычно уделяется наибольшее внимание в рекламных проспектах, на деле его вклад в общее звучание самый минимальный. Дело в том, что его качество сильно зависит от реализации, где хороший результат обычно достигается в больших габаритах с существенным энергопотреблением.

Звук может быть хороший в рамках смартфона, но все остальные участки цепочки на практике более критичны.

Усилитель

Если получится вывести звук напрямую в ЦАП, то именно этот участок будет вторым по значению.

От того, какое напряжение может выдать усилитель, будет зависеть конечный уровень громкости устройства. Если напряжение будет низкое, то усилитель будет тихий и можно будет использовать только внутриканальные высокочувствительные наушники. Если амплитуда напряжения будет наоборот высока – то смартфон вероятно «раскачает» полноразмерные наушники, но при подключении внутриканальных наушников потребуется сильно снижать уровень громкости. Это чревато хорошей слышимостью фонового шума (как в треках с ступенями громкости ниже 5-той). Если же плеер прямого вывода звука не имеет, то к шуму еще добавятся и дополнительные искажения.

Помимо напряжения важно и значение отдаваемого тока усилителем. Ток может быть ограничен для обеспечения долгой работы устройства. При достижении определенного уровня громкости при подключенных наушниках звучание может стать резким или хриплым.

Важно подбирать оптимальные наушники под исходный усилитель усилитель в смартфоне. Для этого сделан соответствующий сервис сравнения в RAA.

Наушники

Наушники должны быть совместимы с усилителем. Должно быть оптимальное сочетание чувствительности и сопротивления (импеданса) с напряжением и током усилителя. Должен быть запас по регулировке громкости как вверх, так и вниз. Совместимость в данном случае сопоставима с выбором «шестеренок» в коробке передач автомобиля для обеспечения оптимальной скорости. Качество наушников безусловно важно, но оно не заменяет согласование с усилителем.

О согласовании наушников и усилителей можно прочитать в отдельном материале — Рекомендуемое сопротивление наушников для усилителя

Плееры и смартфоны

В лаборатории RAA в завершающей стадии методика тестирования программных плееров для смартфонов и Hi-Fi плееров на Android. Это позволит делать групповые тесты плееров за относительно короткое время и давать точную информацию по поддержке прямого выхода звука и настройкам плееров для штатного ЦАП/кодека и вывода по USB. Голые цифры, без субъективного «показалось».

Дело только за интересом к этой теме у обычных пользователей. А у производителей – понимание, что такой интерес действительно есть.

В этом материале не было конкретики со списком плееров и их настроек под смартфоны. Основной целью было показать наличие проблемы и общие решения проблем.

Читайте также: