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[接口] 3.5mm耳机孔将成历史?一文带你回顾具有100多年历史的耳机插孔

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发表于 2020-3-20 22:12:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
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3.5mm耳机孔将成历史?一文带你回顾具有100多年历史的耳机插孔


3.5毫米的耳机接口正在消失——大多数智能手机制造商都在跳过它,尤其是在高端设备上。但它的故事值得一讲。
诞生
耳机插孔的历史几乎和电话一样长,它最初的用途是在19世纪的交换机上,当时操作员需要手动接线。他们需要一种方法来轻松地建立和切断传输音频的电子连接。所以最初的电话插孔诞生了。
电话插孔有多种规格。19世纪的插孔为1/4英寸(6.35毫米),但今天最常见的是3.5毫米插孔。20世纪50年代,“微型”晶体管收音机首次连接耳机使用。
第一代索尼随身听使用3.5毫米插孔耳机后大受欢迎,它彻底改变了便携式音频的世界。
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昔日挑战者
2.5毫米“超微型”插孔在2000年代已经存在了一段时间,这种插孔在当时的诺基亚手机中很常见。 但是由于更大尺寸的插孔在家用电子产品中更受欢迎,最终3.5毫米赢得了胜利。
另一个挑战者:USB接口。T-Mobile G1(又名HTC Dream)是有史以来第一款Android手机,它配有一个连接手机microusb接口的耳机。它不是唯一的,许多HTC型号使用“ExtUSB”端口(有额外的插脚和支持音频输出)。此外在中国大陆,很多基于MTK解决方案国产山寨机也采用microUSB作为耳机插口。
发展
最初的插孔仅携带单声道声音,但很快建立了立体声标准。 这种连接器被称为TRS接头: Tip(signal)、Ring(signal)、Sleeve(ground),分别代表了该接头的3个接触点。TRS插头为圆柱体形状,触点之间,用绝缘的材料隔开。
这对于不需要麦克风的随身听来说效果很好。 但手机需要一个能用来通话的耳机。 解决方案很简单–添加第二个环,变成TRRS连接器,但由此产生了分歧。
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当时有两个相互竞争的标准——OMTP和CTIA。诺基亚(Nokia)、三星(Samsung)和索尼爱立信(Sony Ericsson)的老款手机都使用了前者。苹果(Apple)、宏达电(HTC)、LG和其他公司(包括诺基亚(Nokia)和三星(Samsung)后来推出的机型)都采用了后者的标准。
它们本质上是一样的,除了接地和麦克风连接被调换了。这些额外的连接也用于控制音量大小的按钮。不过,如果你想让麦克风和音量按钮正常工作,就必须购买与手机兼容的耳机。
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CTIA连接器通过连接复合视频信号实现了TV输出而不是麦克风来实现电视输出。 例如,诺基亚N95配备了视频输出线和使用TRRS插孔的多按钮遥控器。
一些索尼手机有一个定制的TRRRS插孔。第三个环允许该公司增加一个额外的麦克风,使噪音消除。手机会进行必要的处理,因此耳机本身不需要电池或数字智能设备。这使他们更轻,用起来更舒适。
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调频广播是另一种通过耳机实现的功能——它们不仅可以传输音频,还可以充当无线电天线。有些手机,比如诺基亚X2,有内置天线,可以让收音机在没有耳机插入的情况下工作(通过扬声器播放)。
新挑战
越来越流行的Type C 接口正在取代3.5mm耳机口,至少在智能手机上是如此。有趣的是,有一种将USB-C引脚连接到TRRS插孔的官方方法,该方法可实现廉价、简单的3.5mm转接器,而不会牺牲音频质量。
然而,这需要手机有一个内置的DAC和放大器。
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例如,Pixel 2 XL和OnePlus 6不支持USB-C上的模拟音频。华为P20 Pro配备了USB-C耳机,使用数字音频和自己的DAC,以及模拟音频USB-C到3.5mm的转换器。
如果手机里没有音频硬件,你就需要一个适配器或耳机,它自带DAC和amp。从理论上讲,这是一个优势,因为usb供电的耳机可以提供额外的功能,比如消除噪音。但实际上,这是一个复杂的设置,可能不适合你的下一部手机。
未来命运
3.5毫米的插孔是否值得保留? 延迟是一个问题。即使是像aptX这样的自定义编解码器,低延迟也只能达到32ms,对于30fps视频来说会有一帧的延迟。对于录制的内容,延迟问题很容易纠正。但是对于实时内容(游戏或视频电话),没有办法修复它。从Android 10开始,低延迟音频编解码器(LLAC)可供所有制造商使用(aptX是高通开发的专有编解码器)。此外与aptX LL类似的延迟约为30ms。
当然,还有一个不可忽视的理由: 3.5毫米耳机插孔的手机几乎可以与过去70年生产的所有耳机兼容,毕竟,3.5mm口是历史最悠久、支持最广泛的连接器之一。
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