Tìm hiểu về kết nối âm thanh 3,5mm và USB Type-C: Ưu điểm, nhược điểm và tương lai

Khởi đầu là các tin đồn về thiết kế mới của chiếc iPhone, nhưng giờ dường như nó đã thành một xu hướng khi các nhà sản xuất smartphone đang dần rời khỏi jack cắm 3,5mm, một chuẩn kết nối âm thanh đã tồn tại phổ biến trong thế kỷ trước. Đầu tiên là những chiếc smartphone mới nhất của LeEco, một thương hiệu đến từ Trung Quốc, gần đây là chiếc Moto Z mới của Motorola.

Trong khi một người đam mê âm thanh không muốn nhìn thấy cái chết của một chuẩn kết nối đã tồn tại lâu năm và rất thành công này, những người khác lại sẵn sàng cho một sự thay đổi về công nghệ và những lợi ích được hứa hẹn đi cùng nó. Vậy hãy thử so sánh giữa nó và chuẩn kết nối âm thanh USB Type-C, để xem ưu nhược điểm và tương lai sẽ thuộc về ai?

Tất cả điều này có ý nghĩa gì?

Để khởi đầu, hãy nhìn một chút về nền tảng của jack âm thanh 3,5mm và đối thủ mới nổi lên USB Type-C. Sự khác biệt cơ bản giữa chúng là jack 3,5mm truyền tải âm thanh stereo qua tín hiệu analog của chân cắm, nghĩa là mọi xử lý khi chuyển đổi từ tín hiệu kỹ thuật số sang analog và các bộ phận điều khiển tai nghe sẽ phải dựa vào smartphone.

Trong khi đó, chuẩn mới USB Type-C đưa ra cách tiếp cận khác khi nó cho phép truyền tải dữ liệu kỹ thuật số qua kết nối này. Điều này sẽ làm cho tai nghe và các thiết bị kết nối khác có thể chuyển đổi dữ liệu này thành tín hiệu analog và chạy ngay trên loa ngoài. Tất nhiên, việc này sẽ cần đến năng lượng, nhưng điện năng này cũng có thể được gửi qua cùng cổng USB đó. Điều thú vị hơn là chân cắm USB Type-C cũng có thể truyền tải âm thanh analog nữa.

Ưu điểm

Cải thiện chất lượng

Một trong những lợi ích lớn nhất của việc chuyển sang âm thanh kỹ thuật số của USB Type-C là nó sẽ giúp cải thiện chất lượng âm thanh. Mặc dù nó giúp cải thiện một chút về chất lượng, nhưng không phải là yếu tố bắt buộc để mọi người phải chuyển đổi, và sẽ cần nhiều nỗ lực về marketing để định hướng người dùng.

Nhưng như đã nói ở trên, thay đổi lớn nhất với âm thanh USB Type-C là thay vì gửi đi các tín hiệu analog qua dây đến với tai nghe, nó chỉ gửi đi các tín hiệu kỹ thuật số. Việc chuyển đổi từ digital sang analog, các mạch lọc, và bộ khuếch đại của tai nghe, tất cả sẽ phải dựa trên vào thiết bị xử lý ngay gần với tai nghe.

Việc dịch chuyển hệ thống mạch xử lý này gần hơn một chút so với chiếc tai nghe sẽ giúp loại bỏ các tạp âm sinh ra do các sợi cáp âm thanh dài và giữ cho mạch xử lý âm thanh tránh xa khỏi phần cứng xử lý ồn ào và sóng radio gây nhiễu bên trong những chiếc điện thoại.

Tuy nhiên, những nhà sản xuất tai nghe danh tiếng cũng có thể tạo ra các bản mạch cao cấp như vậy cho các smartphone ngày nay, để tạo ra âm thanh tốt hơn và giảm đi các tạp âm đặc trưng. Không chỉ vậy, các nhà sản xuất tai nghe sẽ thoát khỏi việc phải lựa chọn các DAC (Digital Analog Converter) và bộ khuếch đại chất lượng cao, cũng như có thể tùy chỉnh thiết kế và tinh chỉnh các bản mạch cho loa ngoài của họ. Việc này cũng giúp người tiêu dùng không phải bị ràng buộc vào bất cứ nhà sản xuất tai nghe nào.

Điều này không phải là hiện nay các nhà sản xuất đang chọn lựa các linh kiện âm thanh chất lượng tồi cho chiếc smartphone của họ, mà nó cho phép người dùng lựa chọn các loại smartphone có giá rẻ hơn (vì thường những loại này sẽ không hỗ trợ cổng USB Type-C). Các tai nghe rẻ hơn cũng có thể lựa chọn các loại DAC kém hơn để tiết kiệm chi phí.

Truyền tải được nhiều định dạng

USB Type-C hỗ trợ truyền tải cả dữ liệu, năng lượng và hình ảnh.

Tất nhiên, cổng USB có thể truyền tải nhiều điều khác ngoài âm thanh kỹ thuật số. Nó cũng có thể mở ra cánh cổng cho việc giao tiếp tiên tiến giữa các phần cứng, vì vậy các tai nghe cao cấp có thể được đóng gói với các phần cứng và phần mềm bổ sung.

Ví dụ, các nút chức năng như âm lượng, nút play, tạm dừng, và nút qua bài, vốn có trên một số tai nghe của smartphone, giờ có thể trở nên tương thích hơn, đáng tin cậy hơn. Những nút này cũng có thể tăng cường thêm chức năng trộn bài, điều hướng hoặc thậm chí các tùy chọn về EQ. Hơn nữa, các tùy chọn xử lý kỹ thuật số kể cả trong tai nghe có thể được đi kèm và điều khiển bởi các ứng dụng chuyên biệt của smartphone, cho phép người dùng điều khiển tai nghe bằng các thao tác trên tay mình.

Việc loại bỏ tiếng ồn là một tính năng khác được xem như một trong lợi ích lớn nhất của việc chuyển sang âm thanh kỹ thuật số, khi tín hiệu có thể được xử lý bên trong tai nghe. Trên thực tế, bạn cũng có thể lựa chọn các tai nghe loại bỏ tiếng ồn với pin rất tốt, sử dụng kết nối âm thanh 3,5mm, còn USB Type-C chỉ mang lại nguồn cung cấp điện năng ổn định hơn và có lẽ hình dáng mỏng hơn cho tai nghe khử tiếng ồn.

Chiếc Moto Z siêu mỏng mới của Motorola nhờ sử dụng cổng USB Type-C thay cho jack 3,5mm.

Hình dáng mỏng hơn cũng chính là một trong những lợi ích tiềm năng cho việc loại bỏ jack âm thanh 3,5mm, khi nó giúp tiết kiệm được một khoảng không gian nhỏ. Các nhà sản xuất có thể làm chiếc smartphone của họ mỏng hơn, hoặc sử dụng không gian tiết kiệm được để tăng thêm dung lượng pin. Rõ ràng không gian tiết kiệm được ở đây chưa nhiều, nhưng giờ mỗi mm đều có ích cho smartphone.

Nếu nhìn xa hơn về tương lai, USB Type-C không chỉ truyền tải được âm thanh và tập tin, kết nối này còn hướng đến việc thay thế HDMI khi đóng vai trò cáp hiển thị. Trong tương lai, các sản phẩm với cổng USB Type-C có thể ở mọi nơi, cho phép kết nối trực tiếp giữa các thiết bị với những chức năng bổ sung. Cài đặt rạp chiếu phim tại gia, hệ thống loa và các thiết bị gia dụng khác, tất cả có thể kết nối với tai nghe và smartphone của bạn qua cổng USB. Các nhà sản xuất đi đầu hiện tại sẽ là người hưởng lợi từ tương lai đó.

Một loại cổng kết nối chung cho nhiều thiết bị khác nhau.

Nhược điểm

Phóng đại về chất lượng

Trong khi một cổng kết nối chung cho tất cả mọi thứ nghe có vẻ rất hứa hẹn trên giấy tờ, ý tưởng này vẫn có những nhược điểm. Điều đầu tiên, việc chuyển sang âm thanh kỹ thuật số không giúp cải thiện nhiều chất lượng âm thanh đến mức bạn phải thay thế phần cứng hiện tại. Như đã nói ở trên, tuy có một số ưu điểm về hiệu suất âm thanh và giải phóng người dùng khỏi các bộ DAC trên smartphone, nhưng nó vẫn phụ thuộc rất nhiều vào các nhà sản xuất tai nghe.

Các nâng cấp đáng tự hào lên 24-bit và 96 kHz (dải tần thông thường của headphone hiện tại là 23kHz) hoặc hơn nữa vốn đã có trên một số smartphone ngày nay. Tất cả những gì khác biệt chỉ là việc di chuyển phần cứng chuyển đổi từ kỹ thuật số sang analog từ điện thoại sang tai nghe, nhưng chắc hẳn trong tương lai chúng ta sẽ thấy các nhà sản xuất tung hô bước chuyển này với các tuyên bố vô nghĩa về định dạng âm thanh kỹ thuật số HD mới.

Đừng quan tâm đến điều đó.

Jitter: độ trễ giữa âm thanh gửi đi và âm thanh nhận được.

Ngoài ra, khi nói về sự trong trẻo của âm thanh qua cổng USB, không thể không đề cập đến xung nhịp jitter. Có lẽ sẽ rất phức tạp nếu đề cập đến các thuật ngữ kỹ thuật, nhưng việc sử dụng cổng USB thay vì gửi trực tiếp dữ liệu tới DAC có thể gây ra vấn đề về khung hình chạy quá nhanh và lỗi truyền dữ liệu, dù rất nhỏ. Jitter thường không phải vấn đề đáng chú ý, nhưng việc xử lý trên các mạch USB không phải không có vấn đề của riêng nó.

Khó tương thích với các thiết bị hiện tại

Cho dù vậy, một nhược điểm lớn hơn của USB Type-C, đó là nó không chỉ khó tương thích với các thiết bị âm thanh chất lượng cao dùng cổng 3,5mm, mà còn cổng Hi-Fi và các thiết bị âm thanh hàng đầu, thậm chí chuyên nghiệp hiện nay. Có thể cuối cùng, ngày càng nhiều các nhà sản xuất âm thanh chuyển sang giao diện kết nối USB Type-C, nhưng trong ngắn và trung hạn, việc thiếu khả năng tương thích chéo giữa điện thoại và các thiết bị âm thanh khác là khó tránh khỏi.

Thiết bị Android giá rẻ A chỉ cần một kỹ thuật số với DAC là có thể kết nối analog với các thiết bị khác.

Thiết bị Android B dùng USB Type-C để kết nối với thiết bị âm thanh ngoài C sẽ phải dùng đến rất nhiều cổng chuyển khác nhau.

Công bằng mà nói, chuẩn kết nối USB Type-C có khả năng truyền âm thanh analog qua các giao diện chân cắm Sideband Unit (SBU). Điều này có nghĩa là các khách hàng sẽ có thể sử dụng các cổng chuyển (adapter) để kết nối với các điện thoại chỉ sử dụng cổng USB với các tai nghe hiện tại, cho dù nó không thực sự tiện lợi lắm. Trong khi các smartphone có thể mỏng hơn, việc phải mang theo một cổng chuyển với sợi dây cáp sẽ làm chúng thêm vướng víu hơn.

Chúng ta cũng nên chú ý rằng tại thời điểm này, khả năng tương thích ngược giữa smartphone dùng USB Type-C với các headphone 3,5mm hoàn toàn phụ thuộc vào các nhà sản xuất tai nghe, vì chúng vẫn sẽ cần đến bộ DAC và bộ khuếch đại âm thanh bên trong điện thoại để xử lý việc chuyển đổi tín hiệu.

Tính năng này sẽ được cung cấp dưới dạng một gói CODEC, vốn cũng có thể được sử dụng để cung cấp bộ phận loa của điện thoại, nhưng rất có thể cuối cùng các công ty sẽ dừng việc hỗ trợ này để tiết kiệm chi phí. Hơn nữa, trong khi bạn vẫn có thể sử dụng các tai nghe 3,5mm với điện thoại của mình, liệu bạn có muốn sử dụng những tai nghe USB Type-C cho dàn âm thanh Hi-Fi ở nhà mình hay không?

Nhưng làm thế nào chúng ta có thể sạc điện thoại khi đang nghe nhạc?

Đây chắc hẳn là câu hỏi mà nhiều người thắc mắc: làm thế nào để sạc cho điện thoại trong khi đang nghe nhạc? Ngoài việc khuyên bạn không nên làm như vậy, thì chỉ có một cách để làm như vậy, đó là sử dụng các cổng chuyển của bên thứ ba, do có đề cập đến một bộ phận trong bản thông số kỹ thuật của cổng USB có thể hỗ trợ trực tiếp cho việc này.

Tuy nhiên, người ta vẫn mơ hồ về cách bộ phận này hoạt động như thế nào với các tai nghe kỹ thuật số vốn cần phải có nguồn điện ngoài, và liệu nó có hỗ trợ các công nghệ sạc nhanh hay không. Hiện nay, vẫn chưa có tiêu chuẩn âm thanh kỹ thuật số chính thức cho các kết nối USB Type-C, điều đó có nghĩa là có thể chúng ta sẽ thấy hàng loạt sản phẩm khác nhau chút ít đến từ các nhà sản xuất trong tương lai gần.

Typically connected to a charger via a Type-C cable: Kết nối điển hình đến cổng sạc thông qua cáp Type-C.

Typically connected directly to a computer or mobile device: kết nối điển hình trực tiếp đến máy tính hoặc thiết bị di động.

Đã có những mẫu thiết kế về cổng chuyển từ 3,5mm sang USB Type-C nhưng vẫn hỗ trợ sạc qua nó. Tuy nhiên, nó chỉ giới hạn dòng điện ở 500 mA, thấp hơn nhiều so với dòng của công nghệ sạc nhanh Quick Charge.

Đặc điểm kỹ thuật này cho phép các thiết bị có thể lấy nguồn điện từ các chân cắm hoặc VBUS hoặc VCONN, ngoài ra còn có một tùy chọn khác cho các nhà phát triển là Power Delivery 2.0, một chuẩn sạc phức tạp hơn. Cho đến khi các đặc điểm kỹ thuật của âm thanh kỹ thuật số được hoàn tất, điều này vẫn sẽ gây ra một số phiền phức.

Chúng ta đã chứng kiến mớ hỗn độn do cáp USB Type-C và thậm chí các nhà sản xuất thiết bị gây ra khi dùng để sạc điện cho hàng loạt thiết bị đời đầu sử dụng cổng kết nối này. Việc này đã làm cho các sản phẩm hoạt động không như dự định khi kết nối với các thiết bị hay nguồn cấp năng lượng khác nhau, do chúng sử dụng chân cắm VBUS thay vì VCONN hoặc ngược lại. Hy vọng việc này sẽ không còn là vấn đề trong tương lai nữa.

Chi phí cho thiết bị phụ kiện đắt hơn

Khi nói về các thiết bị điện tử, vẫn còn nhiều bộ phận khác nữa bên trong tai nghe USB Type-C, tất cả đều tiêu tốn năng lượng và phải trả thêm chi phí để phát triển và sản xuất. Các DAC chất lượng cao và bộ khuếch đại không quá đắt, nhưng dù chỉ tốn vài USD, các bộ phận này sẽ buộc phải kết hợp thêm với một bộ vi xử lý để điều khiển việc giao tiếp port-to-port trong USB Type-C và các IC quản lý năng lượng. Rõ ràng các bộ phận này sẽ làm gia tăng đáng kể chi phí cho các tai nghe trong tương lai gần.

Tất nhiên, không chỉ các tai nghe sẽ trở nên đắt hơn, mà cả cổng kết nối USB và cáp kết nối cũng vậy. Việc chuyển từ jack 3 chấu đơn giản sang con quái vật 24 chấu của USB Type-C rõ ràng sẽ làm tăng chi phí cho các jack chuyển đổi của bên thứ ba, cũng như làm cho việc sản xuất cáp và sửa chữa tai nghe trở nên khó khăn hơn.

Sự phân mảnh về tiêu chuẩn âm thanh kỹ thuật số

Mối lo cuối cùng về các tai nghe USB Type-C là sự rối rắm đối với người tiêu dùng, và sự phân mảnh của thị trường. Trong khi các tai nghe USB Type-C đang làm đẹp hơn đặc điểm kỹ thuật của chiếc Android, các nhà sản xuất cũng sẽ cố đưa ra các định dạng và tính năng riêng của họ.

Cổng âm thanh USB trên Android chỉ hỗ trợ một tập hợp đặc điểm kỹ thuật class 1 của âm thanh USB, nghĩa là dữ liệu phải được gửi qua các định dạng gói PCM tương thích hoặc không đồng bộ. Vì vậy, việc giải mã MP3 hay FLAC vẫn phải được thực hiện trên smartphone. Thiết bị kết nối USB, ví dụ bộ DAC hay tai nghe ngoài, sẽ chịu trách nhiệm sắp xếp gói dữ liệu này theo dòng thời gian thực.

Ngay cả như vậy, điều này cũng không làm các công ty dừng việc đưa ra các định dạng dữ liệu của riêng mình, và sẽ không có tiêu chuẩn cụ thể nào cho việc điều khiển âm lượng và chơi nhạc hoạt động qua cổng USB Type-C. Các tính năng phụ trên một thiết bị này có thể sẽ không hoạt động trên một thiết bị khác.

Ví dụ, công ty LeEco đang giới thiệu định dạng CDLA (Continuous Digital Lossless Audio) của riêng mình khi ra mắt những chiếc smartphone mới nhất, với tuyên bố cải thiện hơn chất lượng âm thanh, nhưng trên thực tế nó chỉ truyền dữ liệu bằng một định dạng khác và một bộ giải mã khác. Vì vậy, nó cũng sẽ giới hạn việc hỗ trợ cho tính năng đặc biệt này trên nền tảng thiết bị và phần mềm của LeEco.

Apple cũng sẽ làm điều tương tự nếu họ loại bỏ jack 3,5mm, và việc thiếu các đặc điểm kỹ thuật số chính thức có nghĩa là các tai nghe của công ty có thể không hỗ trợ các định dạng âm thanh tương tự trên thiết bị Android. Nếu bạn còn nhớ trước đây, các hãng điện thoại di động đầu tiên như Nokia và Samsung cũng đã phát hành các chuẩn kết nối tai nghe riêng của họ. Tuy nhiên, cuối cùng dường như người tiêu dùng lúc đó đã không sẵn sàng từ bỏ jack 3,5mm của họ.

Hơn nữa, không phải tất cả tai nghe trong tương lai đều buộc phải đi kèm một cổng USB Type-C ngay cả khi nó tích hợp một DAC hay hoạt động bằng cách truyền tải âm thanh kỹ thuật số. Một số model rẻ hơn chỉ đơn giản sử dụng các chân cắm analog SBU, làm âm thanh bị nhiễu hơn khi ở gần các mạch cấp nguồn.

Lời kết

Cho đến nay, vẫn chưa rõ liệu cổng USB này có khả năng thay thế hoàn toàn jack 3,5mm trên smartphone hay không. Cũng chưa rõ liệu nó có mang lại một lựa chọn khác để cả hai sẽ vẫn tồn tại song song nhau. Các công ty như Intel đang xem xét phát triển một chuẩn âm thanh USB Type-C để đảm bảo một tính năng tương tự và tương thích với nhiều loại tai nghe khác nhau.

Trên tất cả, có lẽ các lựa chọn này nên tồn tại song song trên thị trường trong tương lai gần, và nó sẽ dần buộc các nhà sản xuất thiết bị cầm tay lớn như Samsung, Apple có thể dần từ bỏ jack 3,5mm để chuyển sang USB Type-C. Nhưng có lẽ với cả ngành công nghiệp âm thanh rộng lớn, sẽ khó thuyết phục họ hơn cho việc chuyển đổi này. Không phải ngẫu nhiên jack 3,5mm vẫn được sử dụng từ năm 1910 cho đến nay. Nó đơn giản và có lẽ sẽ rất khó để thay thế nó.