wie Bluetooth-Kopfhörer funktionieren – Page 2

Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören. Teil 2

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Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören. Teil 2

Bluetooth

Klangqualitätsvergleich herkömmlicher Bluetooth-Codierung

Bluetooth

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SBC
Bluetooth „Standard“-Übertragungscode
SBC (Subband Codec) ist ein Audio-Codec, der von der Bluetooth Special Interest Group (SIG), einer Organisation, die verschiedene Bluetooth-Standards und -Spezifikationen anpasst, für das Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) konfiguriert wurde. Da es Teil des Standards ist, unterstützen fast alle Bluetooth-Geräte es.SBC-Codierung. SBC unterstützt sowohl Mono- als auch Stereoübertragung mit einer Abtastrate von bis zu 48 kHz, während die höchste Bitrate für Mono 342 kbps und Stereo 345 kbps beträgt. Die Klangqualität entspricht in etwa der von MP3 mittlerer Qualität. SIG hat den SBC auf der CES im Jahr 2020 angekündigt. Der folgende LC3-Code (Low Complexity Communication Codec) hat theoretisch eine bessere Klangqualität und weniger Verzerrung als SBC.

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AAC
Der Nachfolger von MP3
Advanced Audio Coding (AAC) ist eine Technologie, die gemeinsam von Dolby Lab, Sony, Nokia und anderen großen Marken entwickelt wurde. Es wurde als Nachfolger von MP3 entwickelt. Bei gleicher Bitrate ist AAC in der Regel besser als MP3. Tonqualität. Spotify, Apple Music und KKBOX verwenden die AAC-Codierung zum Streamen von Musik und werden auch häufig auf verschiedenen Geräten und Plattformen wie PS3, iPhone und YouTube verwendet. Da iPhone, iPad usw. verwendet AAC als Bluetooth-Musikstreaming, die meisten Kopfhörer, Lautsprecher usw. Bluetooth unterstützt AAC und die Klangqualität entspricht ungefähr der von MP3 in mittlerer bis mittlerer Qualität.

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aptX
Der erste Bluetooth-Codec mit “hoher Klangqualität”
aptX wurde früher auch “apt-X” genannt, aber dieser Verschlüsselungsalgorithmus wurde bereits in den 1980er Jahren erfunden und schließlich vom berühmten Handyprozessorhersteller “Qualcomm” gekauft. aptX unterstützt 16-Bit, 44,1 / 48 kHz Audio, Bitrate bis zu 384 kbps, abwärtskompatibel mit SBC. Da die Bitrate höher ist als bei SBC und AAC, hat es auch eine bessere Klangqualität. In den frühen Jahren war es der erste Bluetooth-Musikcodec mit etwas nahe an CD-Klangqualität. Aufgrund der Notwendigkeit, die Lizenzgebühren von Qualcomm zu zahlen, sind einige Geräte, wie zum Beispiel iPhones, jedoch nicht mit aptX ausgestattet.

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aptX-HD
Nahezu „verlustfreies“ Bluetooth-Musikstreaming
aptX HD ist eine „evolutionäre Version“ von aptX, die eine Bitrate von bis zu 576 kbps und eine Bittiefe von bis zu 24 Bit sowie einen Audiostream mit einer Samplerate von 48 kHz bereitstellen kann. Obwohl der Name “HD” trägt, ist es immer noch ein verlustbehaftetes Kodierungsverfahren, kann aber bereits eine nahezu verlustfreie Musikqualität liefern und bietet Audiofrequenzen von bis zu 20 kHz und einen Dynamikumfang von mindestens 120 dB. Und die Codierungsverzögerung ist recht gering, sie kann weniger als 5 Millisekunden betragen, was insbesondere für Anwendungen wie Bluetooth als Freisprecheinrichtung von Vorteil ist. Musik hören ist natürlich hilfreich. In Sachen hochwertiger Bluetooth-Übertragung ist der Hauptkonkurrent das von Sony entwickelte LDAC.

Andere Lesungen:
▸ [SPILL Enzyklopädie] aptX HD: Die Evolution des hochwertigen Bluetooth-Musikhörens
Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Upgrade der Bluetooth-Version und -Technologie wurden jedoch verschiedene Codes eingeführt, um diese Verbindungsmethode bequem und schnell zu machen.

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Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören.

Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören.

Bluetooth

Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste Methode zur drahtlosen Songübertragung.

Bluetooth

Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist sie in Bezug auf die Klangqualität im Vergleich zu AirPlay, Chromecast, DLNA, Play-Fi und anderen Technologien, die Netzwerkmethoden zum Streamen von Musik verwenden, etwas unterlegen. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.

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Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.
Version 1.0 bis 5.2: Reduzieren Sie den Stromverbrauch, erhöhen Sie die Bandbreite und erhöhen Sie die Funktionen
Diese Technologie wurde in den 1990er Jahren vom Telekommunikationsunternehmen Ericsson entwickelt und hat nach fast 30 Jahren Entwicklung viele Versionsänderungen erfahren. Bluetooth verwendet eine Funkfrequenz von 2,4 GHz, vom anfänglichen Bluetooth 1.0 mit einer langsamen Geschwindigkeit von 723,1 kbit / s bis zu Bluetooth 3.0 wurde es stark auf 24 Mbps erhöht, was ausreicht, um mehr Daten und Musik in höherer Qualität zu übertragen. die späteren Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 sind eine sehr beliebte Version mit stark verbesserten Funktionen. Unter ihnen fügt Version 4.0 die Bluetooth-Low-Energy-Technologie hinzu, Version 4.1 fügt eine intelligente Verbindung hinzu und unterstützt die Verbindung mehrerer Geräte, Version 4.2 kann eine Verbindung zum Internet herstellen, und sogar die aktuellen Bluetooth-fähigen Geräte sind ziemlich ähnlich und verwenden zum Teil immer noch Bluetooth Version 4.x.

Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.
Der 2019 von Denon veröffentlichte AVR-X2600H-Verstärker verwendet immer noch die Bluetooth-Version 4.1, die ausreicht, um Zweiwege-Bluetooth und andere Funktionen zu unterstützen.
Andere Lesungen:
▸ [Bewertung] Denon AVR-X2600H: Dezentralisierung von echter Flaggschiff-Maschinentechnologie!
Bluetooth 1.0
Die ursprüngliche Version von Bluetooth hatte einige Kompatibilitätsprobleme und war anfällig für Abstürze beim Verbinden und Datenlecken. Die Geschwindigkeit der späteren Version 1.2 wurde auf 723,1 kbps erhöht und die Übertragungsdistanz betrug nur 10 Meter.

Bluetooth 2.0
Durch die Integration der “Skip-Free-Schmalband-Kanal” (Skip-Free-Schmalband-Kanal)-Technologie ist es nicht erforderlich, Feedback-Signale mit jedem Bluetooth-verbundenen Gerät auszutauschen, sodass Bluetooth-Signale und -Daten an mehrere Geräte gestreamt werden können .

Bluetooth 3.0
Die Datenübertragungsgeschwindigkeit steigt auf bis zu 24 Mbit/s, was dem 8-fachen von Bluetooth 2.0 entspricht, was ausreicht, um hochwertige Musiksignale zu übertragen. Die derzeit übliche Bluetooth-Übertragungsgeschwindigkeit liegt vermutlich auf diesem Niveau. Darüber hinaus wurde die Leistungssteuerung verbessert, um den Stromverbrauch im Leerlauf deutlich zu reduzieren.

Bluetooth 4.0
Obwohl die Geschwindigkeit die gleiche wie in 3.0 bleibt, wurde die Übertragungsreichweite stark auf 50 Meter oder sogar bis zu 100 Meter erhöht und drei Modi “Bluetooth Low Energy”, “Traditional Bluetooth” und “Bluetooth” integriert. Von hoher Geschwindigkeit”. 4.2 ist die beliebteste Bluetooth-Version.

Bluetooth 5.0
Es unterstützt Indoor-Positionierungs- und Navigationsfunktionen in Kombination mit Wi-Fi, um eine Indoor-Positionierung mit einer Genauigkeit von weniger als 1 Meter zu erreichen. Es ist möglich, unübertroffene Daten wie Werbung, Standortinformationen usw. zu empfangen, die Übertragungsgeschwindigkeit steigt auf 48 Mbit/s und viele zugrunde liegende Optimierungen wurden für das Internet der Dinge vorgenommen.

Bluetooth 5.0, das 2016 veröffentlicht wurde, verdoppelt die Bandbreite auf 48 Mbit/s und unterstützt Funktionen wie Indoor-Navigation und -Positionierung. Das kürzlich angekündigte Bluetooth 5.2 im Jahr 2020 fügt die LE Audio-Technologie hinzu, die auf Bluetooth Low Energy läuft und es ermöglicht, Kopfhörer mit mehreren Audios oder mehreren Kopfhörern mit einem Audio zu verbinden, unter Verwendung des LC3 (Audio Codec).

TOP 5: Bluetooth-Audio-Codecs: aptX + (HD), LDAC, AAC und SBC

TOP 5: Bluetooth-Audio-Codecs: aptX + (HD), LDAC, AAC und SBC

Bluetooth audio codec

Es gibt 5 Haupt-Bluetooth-Audio-Codecs, mit denen Ton über Bluetooth von einer Quelle zu Kopfhörern (oder Lautsprechern) übertragen wird: SBC, AAC, aptX, aptX HD und LDAC. Da drahtlose Verbindungen immer beliebter werden, ist es eine gute Idee zu verstehen, was Bluetooth-Codecs sind und wie sie funktionieren.

Bluetooth Audio Codecs

Bluetooth aptx

Es lohnt sich, 2 Punkte gleichzeitig zu beachten:

– Der Bluetooth-Sound ist in allen Qualitätsparametern immer noch merklich schlechter als der kabelgebundene Sound.
– In dieser Phase kann drahtloser Sound mit hochwertigen Codecs die Anforderungen der meisten Benutzer erfüllen.
Wir werden uns nicht länger auf diese “Axiome” konzentrieren. Im Allgemeinen sind sie klar. Und viele Menschen mit Erfahrung im Zuhören und Vergleichen werden wahrscheinlich nicht mit ihnen streiten.

Wie kann man den Bluetooth-Codec auf einem Android-Handy auswählen, ändern und lernen?

Was ist besser: Musik über Kabel oder Bluetooth hören?

Grundlagen des Bluetooth-Audio-Streamings

Bitrate
Was Bitrate ist, weiß wohl jeder. Dies ist die Anzahl der Bits, die zum Übertragen von Daten pro Sekunde verwendet werden. Je höher es ist, desto besser natürlich. Aber je mehr Ressourcen benötigt werden, insbesondere Stromverbrauch, Speicherplatz usw.

Komprimierung wird seit langem verwendet, um verlustbehaftete und verlustfreie Ressourcen zu optimieren. Bei der verlustfreien Komprimierung werden Algorithmen verwendet, um die Bitrate und die Dateigröße zu reduzieren, ohne das Original zu ändern. Das heißt, Sie können ohne Verlust eine exakte Kopie der unkomprimierten Originaldatei wiederherstellen.

Maximale Bitrate von Bluetooth-Codecs
Maximale Bitrate von Bluetooth-Codecs

Durch verlustfreie Verarbeitung können Sie die Bitrate maximal zweimal reduzieren. Mehr oder weniger. Für eine Datei mit CD-Qualität (1411 kb / s), die ohne Verlust komprimiert wurde, werden beispielsweise Werte von 770-900 kb / s angezeigt. Alles darunter ist verlustbehaftete Komprimierung.

Wenn die Bitrate und / oder Dateigröße weiter reduziert werden muss, wird sie durch Verwerfen der “irrelevanten” Informationsbits komprimiert. Das heißt, der ausgewählte Codec “entscheidet” gemäß seinen Algorithmen, in welchem Frequenzbereich keine Daten vorhanden sind (oder er kann vernachlässigt werden), und verwirft diese. Das unkomprimierte Original kann nicht aus der resultierenden Datei wiederhergestellt werden.
Die Algorithmen für die Codecs sind unterschiedlich: Einige schließen nur hochfrequente Töne aus, andere basieren auf Psychoakustik. Für die meisten ist der Unterschied zwischen einem guten verlustbehafteten Track und seiner verlustfreien Version vernachlässigbar oder nicht vorhanden.
Zusätzlich zum “Verwerfen” bei verlustbehafteter Komprimierung werden “überlappende” Informationsblöcke hinzugefügt. Dieser Teil des Algorithmus zielt darauf ab, das Signal zu glätten und Quantisierungsfehler zu korrigieren.
Abtastrate und Bittiefe
Die Abtastrate zeigt, in wie viele “diskrete” Segmente das analoge Signal für die digitale Aufzeichnung unterteilt ist. Je größer es ist, desto näher ist die “Figur” am Original. Gemessen in Hertz. Dieses Konzept ist untrennbar mit dem Frequenzbereich verbunden.
Eine Person hört Geräusche von 20 Hz bis 20 kHz. Es hat sich gezeigt, dass zum Quantisieren (Digitalisieren) eines verlustfreien Audiosignals die Abtastrate mehr als das Zweifache des Frequenzbereichs des ursprünglichen Audiosignals betragen muss. Folglich ist die 44,1-kHz-CD-Qualität ausreichend: Die Urheber des Formats haben sich auf dieses Gesetz verlassen.
Die Bittiefe bestimmt, wie viele Bits benötigt werden, um jedes der vorhergehenden Segmente zu quantisieren. Je größer desto besser. Es ist logisch, dass das Audioformat (oder der Codec) umso besser angesehen wird, je höher die Bitrate und die Abtastrate sind. 16 Bit 44,1 kHz für CD gegenüber 24 Bit 88,2 (oder mehr) kHz für hochauflösendes Audio.
Abtastrate
Abtastrate

Hintergrundgeräuschpegel
Der Hintergrundrauschpegel bestimmt in diesem Fall, wann das gewünschte Signal nicht mehr vom “Rauschen” des Codec-Komprimierungsalgorithmus zu unterscheiden ist. Je niedriger dieser Pegel, desto breiter der Dynamikbereich des endgültigen Signals, desto leiser sind die Töne, die wir unterscheiden können.

Rauschpegel LDAC (990 kbps) (CD)
Beispiel: LDAC-Rauschpegel 990 kbps

In den Diagrammen ist es korrekter, vom höchsten Gipfel aus zu navigieren. Es kann die niedrigsten Töne übertönen. Es ist nicht nur die Höhe der Peaks wichtig, sondern auch, wie glatt („dicht“) sie sind. Typische Hintergrundgeräuschpegel werden in Grafiken durch eine gepunktete Linie für 16-Bit-Qualität und einen oberen roten Bereich für 24-Bit-Qualität angezeigt.

Alle Codecs “versuchen”, Bandbreite zu sparen. Zusätzlich zu allen anderen Einstellungen wird das Quantisierungsrauschen nach Möglichkeit im HF-Bereich über 20 kHz entfernt. Eine Person hört diese Geräusche nicht, daher ist der Algorithmus gerechtfertigt.

Bluetooth-Audiostandards: Auswahl der richtigen drahtlosen Kopfhörer

Bluetooth-Audiostandards: Auswahl der richtigen drahtlosen Kopfhörer

Bluetooth Headphones

Im Zeitalter moderner Technologien werden Sie niemanden mehr mit drahtlosen Geräten überraschen: Wir nutzen Wi-Fi aktiv auf Telefonen und Laptops, verbinden drahtlose Mäuse und Tastaturen mit Computern und hören Musik über Bluetooth-Kopfhörer. Und hier tritt ein Nachteil auf: Wie wählt man die besten Kopfhörer speziell für Ihre Geräte aus, da es viele BT-Audioübertragungsprotokolle gibt und nicht alle von den Kopfhörern und dem Gerät selbst unterstützt werden?

Bluetooth Headphones

Geschichte und Eigenschaften des Bluetooth-Standards

Aber wir werden wie gewohnt in der Geschichte von BT beginnen. Und sie haben einige Jahre vor USB damit begonnen, es zu schaffen, was bemerkenswert ist. 1994 begann Ericsson, ein bekannter Hersteller von Telekommunikationsgeräten, an diesem Standard zu arbeiten. Der Standard selbst wurde als drahtlose Alternative zu einer kabelgebundenen RS-232-Verbindung (besser bekannt als serielle Schnittstelle) entwickelt. Die Spezifikationen selbst waren 1998 fertig, als die Bluetooth SIG-Gruppe gegründet wurde, zu der neben Ericsson auch IBM, Intel, Nokia und Toshiba gehörten. Im Jahr 2002 wurde Bluetooth Teil des IEEE 802.15.1-Standards (Wi-Fi ist im IEEE 802.11-Standard enthalten). Die Bluetooth SIG umfasst derzeit mehr als 18.000 Unternehmen. Damit ist Bluetooth einer der wenigen wichtigen Standards für die Datenübertragung über kurze Entfernungen.

Wie funktioniert Bluetooth?

Wie Wi-Fi und viele andere Systeme arbeitet es im ISM-Band von 2,4 bis 2,4835 GHz. Die Verwendung eines Bereichs führt natürlich zu Signalstörungen (Überlappung), was sich wiederum negativ auf Stabilität und Leistung auswirkt. Arbeitsgeschwindigkeit. In Anbetracht der Tatsache, dass Ton immer mit der gleichen Qualität und ohne Verzögerung übertragen werden sollte, haben die Entwickler des Standards einen Trick gemacht. Das vielleicht wichtigste Problem für BT ist genau Wi-Fi: In jedem Haus gibt es viele solcher Netzwerke im 2,4-GHz-Band, und in diesem Bereich befinden sich möglicherweise 13 Kanäle mit einer Breite von 22 MHz.

Hier ist der Ansatz einfach: Sowohl der Sender als auch der Empfänger verwenden ständig einen ziemlich breiten Kanal. Ja, es kann sich mit anderen Kanälen überschneiden, was sich negativ auf die Geschwindigkeit, aber nicht auf die Stabilität auswirkt. Dies ist für jeden geeignet. Bluetooth verwendet einen anderen Ansatz: Im ISM-Band gibt es bereits 79 Kanäle (in einigen Ländern gibt es 23, aber Russland gehört nicht dazu) mit einer Breite von nur 1 MHz, und der Empfänger und der Sender mit einer Frequenz von 1600 Mal pro Sekunde ändern die Kanal nach einem gegebenen Algorithmus.

Dies geschieht speziell, um die Wahrscheinlichkeit eines Signal-Aliasing in einem so kleinen Frequenzbereich stark zu verringern. Dies hebt die Störung jedoch nicht auf: Kleine BT-Kanäle können in große Wi-Fi-Kanäle gelangen, und dies führt zu einem Geschwindigkeitsverlust, der für eine qualitativ hochwertige Tonübertragung nicht akzeptabel ist. Daher verwendet BT die AFH-Technologie (Adaptive Frequency Hopping). Das Prinzip ist, dass beim Ändern von Bluetooth-Kanälen diejenigen Kanäle ignoriert werden, die in den großen Wi-Fi-Kanal fallen.

Wenn Sie also Bluetooth an einem Ort verwenden, gibt es theoretisch keine Probleme mit der Tonübertragung: Aus 79 Kanälen werden freie ausgewählt, die genügend Geschwindigkeit bieten. Wenn Sie umziehen, können Probleme auftreten. Haben Sie jedoch schon oft Wi-Fi-Netzwerke auf der Straße gesehen? Daher kann die Technologie zur Schallübertragung über BT als völlig unempfindlich gegen Rauschen angesehen werden, und es müssen nur noch die Standards für die Schallübertragung durch BT ermittelt werden.