Что такое usb audio class driver control panel

Обновлено: 04.05.2024

The USB Audio class system driver (Usbaudio.sys) is an AVStream minidriver that provides driver support for audio devices that comply with the Universal Serial Bus (USB) Device Class Definition for Audio Devices.

The USB Device Class Definition for Audio Devices specification (release 1.0) is available at the USB Implementers Forum website. Usbaudio.sys supports a subset of the features that are described in the USB Audio specification. In addition to Usbaudio.sys, there are several other kernel-mode audio components in the Windows Driver Model (WDM). For more information, see Kernel-Mode WDM Audio Components.

In Windows 98 Usbaudio.sys introduced support for USB devices such as speakers and microphones. Support for MIDI devices was added in Windows Me.

When an audio device identifies itself as USB Audio-compliant during Plug and Play device enumeration, the system automatically loads the USBAudio driver to drive the device. USBAudio drives the device directly, without the aid of a proprietary adapter driver. This means that a device that complies with the USB audio specifications requires no proprietary adapter driver.

Microsoft recommends that hardware vendors use the USBAudio driver for their USB Audio devices instead of writing proprietary adapter drivers.

In Windows 98, the USBAudio driver supports the following features:

AC-3 Type II format

Synchronization types synchronous and adaptive

However, USBAudio in Windows 98 does not support:

MPEG Type II format

Type III formats

WAVEFORMATEXTENSIBLE wave format (USBAudio uses packed WAVE_FORMAT_PCM for 24-bit data instead.)

In Windows 98 Second Edition (SE), Windows Me, and Windows 2000 and later, USBAudio supports all the same features as Windows 98, with one exception: USBAudio supports WAVEFORMATEXTENSIBLE but does not support packed WAVE_FORMAT_PCM for 24-bit data.

In Windows Me, and Windows XP and later, USBAudio supports all the features that are supported in Windows 98 SE and Windows 2000. In addition, Windows Me and Windows XP support USB MIDI but do not support USB MIDI Elements.

The following figure shows the driver hierarchy for a USB audio device. All of the driver components shown in the figure are provided by Microsoft with the operating system.

For more information about the driver components in the figure, see the following sections:

Сказка о двух ЦАП

На приведенном ниже примере диаграммы мы сравниваем два проекта. Сначала у нас есть мобильное устройство с процессором приложений (AP), встроенным ЦАП, усилителем и аналоговым разъемом TRS, подключенным к наушникам. Мы также рассматриваем мобильное устройство с USB, подключенным к внешнему USB ЦАП и усилителю, также с наушниками.

Применения в режиме хост

Типичные аудиоприложения в режиме хоста USB:

Для всех этих приложений Android обнаруживает совместимое цифровое аудиоустройство USB и автоматически маршрутизирует воспроизведение и захват аудио в соответствии с правилами звуковой политики. Стерео контент воспроизводится на первых двух каналах периферийного устройства.

Нет никаких API, специфичных для цифрового аудио USB. Для расширенного использования автоматическая маршрутизация может создавать помехи приложениям, поддерживающим USB. Для таких приложений отключите автоматическую маршрутизацию с помощью соответствующего элемента управления в разделе «Медиа» в разделе « Настройки» / «Параметры разработчика» .

Отладка в режиме хоста

В режиме хоста USB отладка adb через USB недоступна. Смотрите раздел Беспроводное использование в Android Debug Bridge как альтернативу.

USB Digital Audio или поддержка Android в USB для качества звука

В этой статье рассматривается поддержка Android цифрового звука USB и связанных с ним протоколов USB для качества звука.

Конечные пользователи устройств должны ознакомиться со статьей « Запись и воспроизведение звука с использованием режима USB-хоста» в Справочном центре. Хотя эта статья не ориентирована на конечных пользователей, некоторые потребители аудиофилы могут найти интересующую их информацию.

Universal Serial Bus (USB) неофициально описано в статье Википедии о USB , и формально определяется по стандартам , опубликованных USB Forum, Inc. Для удобства мы суммируем основные понятия USB здесь, но стандарты являются авторитетным справочником.

Плюсы XMOS

Проекты, основанные на xCORE и программном обеспечении USB Audio представляют идеальный звук в 16bit, 24bit или 32bit PCM аудио и до 384 кГц, поддержкой DSD формата, задержки до 3 мс, и позволяют использовать асинхронную синхронизацию.

ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 внутри

Это означает, что вы имеете полный контроль над качеством звука; важное значение для не сжатых файлов во флак для высококачественных цифровых аудио-систем. Кроме того, решения XMOS также предоставляют возможность управления USB, такие как обновление прошивки устройства (DFU) и интерфейс (HID).

Для поддержки USB аудио есть xSOFTip библиотеки и цифрового аудио интерфейсы, которые предоставляют широкий спектр общих интерфейсов управления. Устройства xCORE также способны к значительной обработки DSP, что позволяет интегрировать фильтрацию, смешивание и эффекты, устраняя необходимость во внешнем DSP.

внешний ЦАП Audio GD R2R 11

Решения xCORE обеспечить в режиме реального времени обработку высокой качества звука и быстрой производительности, что обеспечивает звук с быстротой и большей четкостью и детализацией звука, что позволит вам услышать настолько качественный звук, как некогда ранее.

Решение на XMOS дало нам прекрасную стартовую точку. Его гибкость позволяет нам легко настроить процессор для точных требований. Одно устройство XMOS заменяет ряд компонентов от предыдущих конструкций, резко повысилась модернизации стандартных технических характеристик звука, а также снижение стоимости.

Многоканальное программное обеспечение для подключения аудио-устройств и xSOFTip библиотеки

XMOS предоставляет широкий спектр программных компонентов и библиотек, которые включают в себя: хост USB, USB Audio Class 2.0; I2S, TDM, S / PDIF, ADAT; DSP; I2C, SPI, последовательный и других GPIO.

Компоненты программного обеспечения поставляются как в библиотеках, которые могут быть проверены и добавлены в проекты с использованием вид xSOFTip Explorer, в xTIMEcomposer Studio.

Основные понятия и терминология

Примечание. Термины « устройство» и « аксессуар» являются общими синонимами для периферийных устройств . Здесь мы избегаем этих терминов, поскольку их можно спутать с устройством Android или с концепцией Android, называемой вспомогательным режимом.

Furutech GT2 USB + ЦАП R2R11

Важной ролью хоста является перечисление: процесс определения того, какие периферийные устройства подключены к шине, и запрос их свойств, выраженных через дескрипторы.

Периферийным устройством может быть один физический объект, но на самом деле реализуется несколько логических функций. Например, периферийное устройство веб-камеры может иметь как функцию камеры, так и функцию микрофона.

Каждая периферийная функция имеет интерфейс, который определяет протокол для связи с этой функцией.

виброколонка + смартфон

Хост взаимодействует с периферийным по телефону к конечной точке, источник данных обеспечивается одной из периферических функций.

Хост инициирует все передачи данных, поэтому термины ввода и вывода выражены относительно хоста. Операция ввода передает данные с периферии на хост, а операция вывода передает данные с хоста на периферию.

Существует три основных режима передачи данных: прерывание , объемный и изохронный . Изохронный режим будет обсуждаться далее в контексте аудио.

Периферийное устройство может иметь терминалы, которые подключаются к внешнему миру, за пределами самого периферийного устройства. Таким образом, периферийное устройство служит для трансляции между протоколом USB и сигналами «реального мира». Терминалы являются логическими объектами функции.

Режим хоста

Режим хоста представлен в Android 3.1 (уровень API 12).

Поскольку устройство Android должно выступать в качестве хоста, а большинство устройств Android имеет разъем micro-USB, который не разрешает прямую работу хоста, обычно требуется адаптер OTG, такой как это:

USB аудио класс

Здесь мы касаемся только периферийных устройств, которые реализуют аудиофункции и, следовательно, придерживаются класса аудиоустройств. Существует две редакции спецификации звукового класса USB: класс 1 (UAC1) и 2 (UAC2).

Сравнение с другими классами

Аудио терминалы

Терминалы аудиоустройства обычно являются аналоговыми. Аналоговый сигнал, представленный на входном терминале периферийного устройства, преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и передается по протоколу USB для использования хостом. АЦП является источником данных для хоста. Аналогично, хост отправляет цифровой аудиосигнал по протоколу USB на периферийное устройство, где цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует и подает на аналоговый выходной терминал. ЦАП является приемником для хоста.

Каналы

ЦАПы сравнение

Рисунок. Сравнение двух ЦАП

Какой ЦАП лучше? Ответ зависит от ваших потребностей. У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Примечание. Это искусственное сравнение, поскольку для реального устройства Android, вероятно, будут доступны обе опции.

Первая конструкция A является более простой, менее дорогой, потребляет меньше энергии и будет более надежной конструкцией, предполагающей в равной степени надежные компоненты. Однако обычно есть компромиссы между качеством звука и другими требованиями. Например, если это устройство массового рынка, оно может быть разработано с учетом потребностей обычного потребителя, а не аудиофилов.

Во втором исполнении внешнее аудиоустройство C может быть спроектировано для более высокого качества звука и большей выходной мощности, не влияя на стоимость базового устройства Android массового рынка B. Да, это более дорогой вариант, но стоимость поглощается только те, кто этого хочет.

ЦАП на АК 2х4497 спрашивайте у меня в ВК

Мобильные устройства печально известны наличием печатных плат высокой плотности, что может привести к большим возможностям перекрестных помех, которые ухудшают соседние аналоговые сигналы. Цифровая связь менее восприимчива к шуму , поэтому перемещение ЦАП с устройства Android A на внешнюю печатную плату C позволяет физически и электрически изолировать последние аналоговые каскады от плотной и шумной печатной платы, что приводит к повышению качества звука.

С другой стороны, второй более сложен, и с добавленной сложностью появляется больше возможностей для неудач. Существует также дополнительная задержка от контроллеров USB.

Режим изохронной передачи

Аудио USB использует режим изохронной передачи для своих характеристик в реальном времени, за счет восстановления после ошибок. В изохронном режиме пропускная способность гарантируется, и ошибки передачи данных обнаруживаются с помощью циклического контроля избыточности (CRC). Но в случае ошибки нет подтверждения или повторной передачи пакета.

В изохронном режиме есть три подрежима:

В адаптивном подрежиме периферийный приемник или источник адаптируется к потенциально изменяющейся частоте дискретизации хоста.

виброакустика портативная +смартфон

В подрежиме асинхронного (также называемого неявной обратной связью) приемник или источник определяет частоту выборки, а хост приспосабливается. Основным теоретическим преимуществом асинхронного подрежима является то, что тактовая частота источника или приемника USB физически и электрически ближе к тактовой частоте, которая управляет ЦАП или АЦП, и может даже быть такой же или полученной из нее. Эта близость означает, что асинхронный подрежим должен быть менее восприимчивым к дрожанию тактового сигнала. Кроме того, часы, используемые ЦАП или АЦП, могут быть рассчитаны на более высокую точность и меньший дрейф, чем тактовые импульсы хоста.

В синхронном подрежиме фиксированное количество байтов передается каждый период SOF. Частота дискретизации звука эффективно выводится из часов USB. Синхронный подрежим обычно не используется со звуком, потому что как хост, так и периферийные устройства зависят от часов USB.

В таблице ниже приведены изохронные подрежимы:

Суб-режим Количество байтов
на пакет Частота дискретизации
определяется Используется для аудио
адаптивный переменная хозяин да
асинхронный переменная периферический да
синхронный фиксированный USB

На практике подрежим, конечно, имеет значение, но следует учитывать и другие факторы.

Поддержка Android для аудио класса USB
Режим разработки
Аудио через USB не поддерживается в режиме разработки.
Режим хоста

Android 5.0 (уровень API 21) и выше поддерживает ряд функций USB audio class 1 (UAC1):

Android-устройство должно выступать в качестве хоста
Аудиоформат должен быть PCM (интерфейс типа I)
Глубина в битах должна составлять 16, 24 или 32 бита, где 24 бита полезных аудиоданных выровнены по левому краю в старших значащих битах 32-битного слова.
Частота дискретизации должна быть 48, 44,1, 32, 24, 22,05, 16, 12, 11,025 или 8 кГц.
Количество каналов должно быть 1 (моно) или 2 (стерео)

Изучение исходного кода платформы Android может показывать дополнительный код сверх минимума, необходимого для поддержки этих функций. Но этот код не был проверен, поэтому более продвинутые функции еще не заявлены.

В Android 4.1 (уровень API 16) добавлена ограниченная поддержка воспроизведения звука на хосте. Находясь в дополнительном режиме, Android автоматически направляет свой аудиовыход на USB. То есть устройство Android служит источником данных для хоста, например док-станции.

Аудио в режиме аксессуаров имеет следующие особенности:

Устройство Android должно управляться хорошо осведомленным хостом, который может сначала перевести устройство Android из режима разработки в режим аксессуаров, а затем хост должен передать аудиоданные с соответствующей конечной точки. Таким образом, устройство Android не выглядит «без водителя» для хоста.

Направление должно быть введено относительно хоста
Аудиоформат должен быть 16-битным PCM
Частота дискретизации должна составлять 44,1 кГц
Количество каналов должно быть 2 (стерео)

Аудио в режиме аксессуаров не получил широкого распространения и в настоящее время не рекомендуется для новых разработок.

Применение цифрового звука в USB

Как видно из названия, цифровой аудиосигнал USB представлен потоком цифровых данных, а не аналоговым сигналом, используемым общим разъемом мини- гарнитуры TRS . В конце концов, любой цифровой сигнал должен быть преобразован в аналоговый, прежде чем его можно будет услышать. Есть компромиссы в выборе места для размещения этой конверсии.

Режим аксессуаров

Режим аксессуаров был представлен в Android 3.1 (уровень API 12) и перенесен на Android 2.3.4. В этом режиме устройство Android работает как периферийное устройство USB под управлением другого устройства, например док-станции, которая служит хостом. Разница между режимом разработки и дополнительным режимом заключается в том, что хосту видны дополнительные функции USB, помимо adb. Устройство Android начинает работу в режиме разработки, а затем переходит в режим аксессуаров через процесс повторного согласования.

Режим аксессуаров был расширен за счет дополнительных функций в Android 4.1, в частности, аудио, описанного ниже.

Каждая периферийная функция имеет связанный документ класса устройства, который определяет стандартный протокол для этой функции. Это позволяет хостам и периферийным функциям, совместимым с классом, взаимодействовать без подробного знания работы друг друга. Соответствие классу имеет решающее значение, если хост и периферийные устройства предоставляются разными объектами.

Термин « без драйвера» является общим синонимом класса «совместимый» , указывая на то, что можно использовать стандартные функции такого периферийного устройства, не требуя установки драйвера для конкретной операционной системы. Можно предположить, что периферийное устройство, объявленное как «драйвер не нужен» для основных настольных операционных систем, будет совместимым с классом, хотя могут быть исключения.

Что такое XMOS? Зачем XMOS в ЦАП

XMOS является прекрасным вариантом для высококачественного вывода звука через USB, используется для высококлассных внешних ЦАП. Кстати XMOS ставят также Меридиан, OPPO, Sennheiser и Sony.

ЦАП на 9038Pro Audiophile V2 +клон ФМ711

Настраиваемый микроконтроллер, который позволяет создать свою собственную систему на чипе.

Тот, который решает/работает за в наносекунды и гарантирует, что ваше программное обеспечение будет отвечать конкретным требованиям по времени.

XMOS на ЦАП

Многожильный микроконтроллер, который позволяет интегрировать несколько функций.

xCORE многоядерные микроконтроллеры на XMOS обеспечивают мощные решения для широкого спектра встраиваемых приложений, от высококачественного аудио, связи и робототехники, в промышленных коммуникациях и автомобильной промышленности. xCORE ставит аппаратные возможности в руках инженеров по программному обеспечению, позволяющих применить инновации и снижения затрат в существующих конструкциях.

Поддержка драйверов XMOS

XMOS USB Audio прошивки поддерживают как USB Audio Class 1.0, и USB Audio Class 2.0. Работа с USB Audio Class 2.0 хост предпочтительно, поскольку его расширенный набор функций, использует USB 2.0. и 3.0

№1 ОУ в ЦАП

Однако, XMOS обеспечивает и поддержку USB Audio Class 1.0. Чтобы использовать USB Audio Class 2.0 устройство под ОС Windows требуется драйвер. Поэтому XMOS предоставляет бесплатные USB аудио драйвера.

Драйвер XMOS можно скачать Бесплатно :

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Не только для компьютеров

Смартфоны и планшеты также поддерживают USB Audio Class через свои USB-порты, но именно через USB-C и тому подобное, USB Audio Class 2.0 достиг таких типов компьютеров. Делает возможным не только воспроизведение, но и запись нескольких одновременных каналов через этот тип входного и выходного порта.

Постепенно порт мини-джек исчезает в пользу использования портов USB и т.п. Это означает, что со временем все USB-порты на планшетах и смартфонах будут иметь встроенные ЦАП. Более того, из-за высокого спроса на порт USB типа C с ЦАП, возможно, что порт USB со встроенным аудио ЦАП также стандартизирован на ПК.

Класс USB Audio: для чего он нужен и где он используется

Многие из нас уже привыкли использовать периферийные аудиоустройства через USB вместо использования классического миниатюрного разъема на всю жизнь, причина этого в том, что через USB можно передавать гораздо больше данных. Но для USB-порта для воспроизведения звука необходимы определенные изменения в его архитектуре, которые мы знаем как USB. Аудио Класс.

Класс USB Audio очень популярен и также используется, потому что он поддерживается всеми операционными системами и, следовательно, платформами. Мы видим, что это используется в Windows, Linux, macOS и т. д. Таким образом, подключить устройство, совместимое с USB Audio Class, так же просто, как подключи и работай, без каких-либо дополнительных забот.

Стандарты USB Audio Class

У нас есть два разных стандарта, первый - USB Audio Class 1.0, который был предложен в 1999 году и основан на версии 1.0 стандарта USB.

Технические характеристики указывают; 24-битное стерео, двухканальное, дискретизация до 96 кГц.
За каждую миллисекунду пакет отправляется через порт USB, ограничение на размер пакета в стандарте USB составляет 1024 байта. USB Audio Class 1.0 отправляет 576 байт в миллисекунду, но гораздо более высокие частоты дискретизации не могут использоваться из-за ограничения на количество пакетов.

Качество звука изменяется от 24 бит до 32 бит, и можно получить частоту дискретизации как для воспроизведения, так и для записи до 192 кГц.
Разница в пропускной способности от USB 1 до USB 2 такова, в 40 раз больше, что можно записывать 60 одновременных каналов с таким же качеством, как в USB Audio Class 1.0, когда в предыдущей версии стандарта возможно было только 2 канала.
Он обратно совместим с версией 1.0 стандарта.

В высококачественных игровых наушниках с одним динамиком на канал используется вторая версия стандарта, которая предназначена не только для воспроизведения звука с более высоким качеством, но и для большего количества одновременных каналов.

Реализация USB звука

Рекомендации для производителей аудио периферийных устройств

Чтобы взаимодействовать с устройствами Android, поставщики аудиоустройств должны:

быть для соответствия аудио класса; в настоящее время Android ориентирован на класс 1, но разумно планировать на класс 2

избежать лагов,
тест на совместимость с эталонными и популярными устройствами Android.
четко документировать поддерживаемые функции, соответствие класса аудио, требования к питанию и т. д., чтобы потребители могли принимать обоснованные решения

Как включить аудио USB на смартфоне

Чтобы включить аудио через USB в телефоне, добавьте запись в файл конфигурации аудио политики. Обычно это находится здесь:

Компонент pathname «oem» должен быть заменен именем OEM-производителя, который производит устройство Android, а «codename» должен быть заменен кодовым именем устройства.

Android USB режимы

Режим разработки присутствует с момента первого выпуска Android. Устройство Android отображается в качестве периферийного устройства USB на главном ПК, работающем под управлением настольной операционной системы, такой как Linux, Mac OS X или Windows. Единственной видимой периферийной функцией является либо Android fastboot, либо Android Debug Bridge (adb) . Протоколы fastboot и adb размещаются в режиме массовой передачи данных через USB.

Типы ЦАП в USB Audio Class

Хотя звук обрабатывается в цифровом виде, когда он обрабатывается в нашем компьютере как данные. Во время передачи на динамики он поступает в виде аналогового сигнала, который необходимо преобразовать с помощью преобразователя, преобразующего цифровой сигнал в аналоговый, или более известного под его английской аббревиатурой DAC.

Первый тип, синхронный USB-ЦАП: Это наихудшее качество, оно используется в недорогих продуктах, принимает пакеты данных по мере их поступления и наиболее подвержено сбоям в качестве звука.
Второй тип, адаптивный USB-ЦАП: Здесь тактовая частота ЦАП регулируется таким образом, чтобы была полная координация между отправкой и получением данных.
Третий тип, асинхронный USB-ЦАП: Самый продвинутый из всех и лучший, он имеет блок, который отмечает синхронизацию потока данных, что приводит к большей точности и позволяет избежать необходимости координации ЦП. Это тип ЦАП, который используется в продуктах высокого класса.

Любопытно, что если вы купили наушники с USB, вы увидите, что многие из них подключены не через USB, а с небольшой коробкой с мини-разъемом на одном конце и выходом USB на другой стороне. Что ж, эта коробка - не что иное, как очень дешевый ЦАП, поскольку обычно USB-порты ПК обычно не имеют встроенного ЦАП, поэтому необходимы специальные устройства, которые выполняют эту функцию.

В высококачественных наушниках с несколькими каналами, потому что это ненормально, что USB, который может передавать звук, включен в материнская плата ПК у них обычно есть ЦАП внутри них. В любом случае, если у вас есть звуковая карта, возможно, что некоторые из ее портов USB имеют встроенный ЦАП.

OTG кабель

Рисунок 1. Адаптер (OTG)

usb-dac-otg-cable

Устройство Android может не обеспечивать достаточную мощность для работы определенного периферийного устройства, в зависимости от того, сколько энергии требуется периферийному устройству и сколько устройство Android может обеспечить. Даже при наличии достаточного питания заряд батареи устройства Android может быть значительно сокращен.

Для этих ситуаций используйте концентратор с питанием.

DAC_OTG_cable

Кстати, из за более длинных usb проводов в 50% цап на смартфоне не был доступен, т.е. терялась связь с ним. Подключение внешнего ЦАП к смартфону (андройд) происходит безболезненно и весьма быстро (если у вас конечно не совсем старый смартфон).

Подсоединяете данный комплект проводов в USB разъем на ЦАП, а второй конец кабеля в разъём OTG в смартфон. И всё!

Важно! При первом подсоединении ЦАП + смартфон, необходимоподождать 1-2 мин, для того чтобы ЦАП свои драйвера установил автоматически. А затем уже включать программный аудио-плеер.

Читайте также: