Các dạng USB trong âm thanh và vấn đề liên quan đến truyền tải tín hiệu USB Audio

Thường khi nói các dạng đầu USB thì mọi người yêu công nghệ đều có thể dễ dàng phân biệt được, tuy nhiên về âm thanh thì mọi chuyện trở nên phức tạp hơn nhiều. Thật sự USB không phải được tạo ra là phương thức truyền tải âm thanh chuyên dụng như SPDIF, AES hay BNC. Nhưng nhờ độ tiện lợi và phổ biến thì USB đã trở thành phương thức truyền tải chính cho tín hiệu Digital Audio đến các DAC. Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu các dạng đầu USB cũng như vấn đề liên quan đến truyền tải âm thanh bằng USB.

1/ USB-A

Có lẽ đây là kết nối quen thuộc nhất và vẫn được sử dụng hằng ngày, gần như trên bất kỳ sản phẩm nào cũng sẽ có một dây có đầu USB-A để cắm máy tính hoặc để sạc. Và cổng này xuất hiện trên hầu hết tất cả mọi thiết bị từ máy tính, TV, PS4, Xbox, Blue-ray player…

Đa số các dây kết nối USB-DAC đều có sử dụng cổng này để kết nới với máy tính hay music server. Tuy nhiên trực tiếp trên DAC thì có khá ít sản phẩm sử dụng cổng này tiêu biểu có vài dòng Portable DAC sử dụng cổng USB-A cái như Fostex, Teac, iFi.

Hoặc trên các network streamer sẽ có một cổng USB-A tuy nhiên cổng này thường được sử dụng để cắm bộ nhớ ngoài như USB, ổ cứng di động.

Cổng USB-A có thể hỗ trợ chuẩn USB 2.0 và USB 3.0, các bạn có thể phân biệt thông qua màu sắc của cổng USB-A màu trắng của USB. Màu trắng là USB 2.0 còn màu xanh là USB 3.0, 3.1.

2/ USB-B

Cổng này cũng là cổng thông dụng nhất trên các mẫu Desktop DAC. Và đa số tất cả các dây USB cao cấp của các hãng âm thanh lớn đều sử dụng đầu USB-B thông thường này.

Ngoài ra cổng này còn thường được sử dụng trong máy in, scanner… Tuy nhiên nên lưu ý khi sử dụng với các thiết bị Audio thì dây USB-B sử dụng phải có chất lượng tốt với độ dài dưới 5m để tránh hiện tượng drop tín hiệu. Nói chung nên mua dây có thương hiệu chứ các dây máy in ở chợ, cửa hàng máy tính rất dễ có hiện tượng bị rè hoặc drop tín hiệu.

Đa số các dây USB-B trên DAC hiện tại đều là cổng USB 2.0, hiện tại chỉ có một vài DAC của iFi là sử dụng cổng USB 3.0 thông qua USB-B nên dạng cũng hơi đặc biệt.

Trong trường hợp USB-B 3.0 DAC người dùng vẫn có thể sử dụng dây USB-B 2.0 để kết nối bình thường được. Tuy nhiên đầu dây USB-B 3.0 sẽ không tương thích với cổng USB-B 2.0 trên các DAC thông thường và không cùng kiểu dáng.

Về phương thức giao tiếp USB-B và USB-A cũng giống nhau với kiểu đầu 4-pin.

3/ USB-C

Đây là cổng USB mới nhất hiện nay với khả năng hỗ trợ chuẩn USB 3.1 và 3.2 cũng như có thể hõ trợ chuẩn Thunderbolt tốc độ cao. Một điểm khác biệt nổi bật của USB-C đó là khả năng cắm theo chiều nào cũng nhận.

Hiện tại cổng này cũng xuất hiện rất nhiều trên các mẫu laptop mới đặc biệt là MacBook hay Dell XPS, tuy nhiên các bạn cũng cần lưu ý chuẩn giao thức hiện tại của cổng USB đang là bao nhiêu như 2.0, 3.0, 3.1, 3.2 hay có hỗ trợ Thunderbolt. Cũng như việc thiết bị kết nối của bạn có đang tận dụng được tối ưu được đầu USB-C này không.

Cổng USB-C hiện tại vẫn đang dần xuất hiện trên các sản phẩm âm thanh như Portable DAC hay các Desktop DAC nhỏ. Tuy nhiên các bạn cũng cần lưu ý dây USB-C kết nối phải hỗ trợ truyền tải dữ liệu Data hay đơn thuần chỉ là dây sạc.

Khi sử dụng với các điện thoại có USB-C thì các bạn cần lưu ý xem điện thoại có khả năng xuất âm thanh digital hay không để tương thích với các DAC.

Cổng USB-C rất đa năng có thể được sử dụng để xuất các tín hiệu âm thanh digital SPDIF (coaxial và optical) hay thậm chí xuất analog như cổng 3.5 thông thường.

Một điểm yếu của cổng USB-C đó là mức nhiễu Jitter đo đạc được thường khá cao hơn so với các cổng USB-A truyền thống do có quá nhiều pin và tính năng trong một kích thước nhỏ gọn.

4/ Micro-USB

Cổng Micro-USB vẫn thường được sử dụng rất nhiều trên các thiết bị Desktop DAC bình dân cho đến các thiết bị portable DAC cao cấp. Tuy nhiên các bạn cũng cần lưu ý xem khi kết nối dây Micro-USB có hỗ trợ truyền tải dữ liệu data hay chỉ đơn giản là để sạc.

Cổng này là một dạng cổng USB 2.0 phục vụ cho mục đích kết nối di động và không cần kích thước lớn như USB-A. Các bạn vẫn có thể tìm thấy cổng Micro-USB được sử dụng trên các smartphone, table bình dân. Độ phổ biến của cổng này vẫn đang dần suy giảm do sự phát triển của các cổng USB-C tiện dụng hơn, hỗ trợ sạc nhanh, dung lượng băng thông cao hơn đến 10 lần

Một phiên bản đặc biệt của Micro USB là Micro-USB Super Speed được tạo nên nhằm đáp ứng được tương thích với USB 3.0. Tuy nhiên cổng này thường được dùng khá ít chủ yếu là trên các ổ cứng di động, một vài dòng điện thoại và nếu xét về âm thanh thì hình như chỉ có duy nhất Aurender Flow là sử dụng. Lý do bởi vì cổng này cồng kềnh hơn và chỉ cắm được một chiều so với cổng USB-C.

5/ Mini-USB

Mini-USB là cổng xuất hiện trước Micro-USB. Cổng Mini-USB hiện nay đã dần chìm vào quên lãng chỉ xuất hiện trên các thiết bị DAC/Amp được giới thiệu từ khá lâu. Hiện các bạn có thể tìm thấy trên các máy MP3, hay camera cũ vẫn còn sử dụng cổng này.

Về phương thức giao tiếp Micro-USB và Mini-USB đều khá tương tự nhau với chuản USB 2.0 và thiết kế 5-pin.

6/ Lightning

Cổng này đặc biệt chỉ sử dụng cho iOS trên iPhone và iPad, cũng không hẳn là một cổng USB tuy nhiên vẫn có thể truyền dữ liệu. Cổng Lightning có hai phiên bản 30-pin đời đầu còn đầu Lightning như hiện tại là loại 8-pin xuất hiện từ dòng iPhone 5 trở lên.

Trước đây cổng Lightning chỉ có thể hỗ trợ USB 2.0 tuy nhiên từ 2015 thì cổng này đã được nâng cấp lên USB 3.0. Đối với các thiết bị âm thanh thì các bạn chỉ cần Lightning USB 2.0 là có thể sử dụng thoải mái.

Một lưu ý nhỏ là trong các dạng đầu adapter Lightning sang 3.5 thì mạch giải mã thường nằm ngay trên đầu Jack Lightning.

7/ Vấn đề liên quan đến truyền tải USB Audio

Đối với dữ liệu truyền thống như các file dât thì tất nhiên chuẩn USB càng mới càng cao thì càng tốt bởi vì tốc độ đọc cao hơn, truyền tải nhanh hơn. Tuy nhiên với âm thanh là một câu chuyện hoàn toàn khác khi cổng USB 2.0 là hoàn toàn đủ và chất lượng âm thanh không hề phụ thuộc vào băng thông.

Một điểm nên lưu ý khi chơi audio đó là tín hiệu âm thanh khi truyền qua DAC thì những tín hiệu như âm thanh surround 7.1 hay DSD 1024, PCM 1536 đều có thể được truyền tải thông qua USB-B 2.0 mà vẫn không gặp bất kỳ vấn đề nào thì việc sử dụng các chuẩn USB 3.0 trên các thiết bị DAC là khá vô nghĩa khi vẫn chưa có một chuẩn âm thanh nào cần đến USB 3.0 cả.

Một điểm cực kỳ quan trọng khác khi chơi âm thanh đó việc nhiễu Jitter và noise tín hiệu thì không liên quan đến việc sử dụng cổng hay dạng USB nào. Tuy nhiên việc sử dụng cổng USB-C trong âm thanh thường gây ra hiện tượng nhiễu jitter nhiều hơn so với cổng USB-A và USB-B thông thường. Đó là lý do mà các Music Server hay các DAC đến hơn vài trăm triệu vẫn sử dụng cổng USB-B 2.0 thông thường.

Đối với những dàn âm thanh cao cấp, các vấn đề liên quan đến USB Audio thể hiện rất nhiều điểm yếu khi chỉ có thể truyền tải dưới 5m. USB rất dễ bị nhiễu do các vấn đề liên quan đến nguồn phát như PSU noise, jitter, EMI/RFI vì thế với dàn High-End Music Server cao cấp là một điều cần thiết khi sử dụng USB DAC.

Hiện tại có rất ít sản phẩm sử dụng âm thanh dân dụng sử dụng được lợi ích của cổng USB 3.0 chứ chưa nói đến Thunderbolt. Chỉ có một vài sản phẩm monitor controller, interface, AD/DA bên Pro Audio là có sử dụng cổng USB-3.0 cùng Thunderbolt.

Lý do cũng khá đơn giản bởi vì hiện tại đang có một xu thế mới hơn tiện dụng được gọi là AOIP (Audio Over IP) hay tên gọi khác là AES67 với nhiều điểm nổi trội ưu việt hơn so với kết nối theo USB truyền thống. Các bạn có thể hiểu nôm na AOIP là tín hiệu âm thanh truyền theo tín hiệu mạng Internet mang lại rất nhiều lợi ích so với kiểu kết nối USB hay thậm chí các kiểu kết nối mạng truyền thống như DLNA, UPnP để đi sâu hơn mình sẽ có một bài viết cụ thể hơn về xu thế AOIP này