Как работают беспроводные наушники для телефона: основной принцип работы

ВОПРОС! Как работают беспроводные наушники?

ОТВЕТ! Беспроводные наушники для телефона чаще всего работают по технологии Bluetooth, которая с помощью радиоволн передает звук на небольшое расстояние. При подключении телефон, планшет, ноутбук или телевизор отправляет звуковой поток на наушники, а уже внутри наушников маленький усилитель и динамики превращают этот поток в звук. Для работы Bluetooth на обоих устройствах должен быть соответствующий модуль: в телефоне он передает сигнал, а в наушниках принимает его и управляет воспроизведением. Если у наушников есть микрофон, то связь идет уже в обе стороны: телефон передает музыку или голос собеседника, а наушники отправляют обратно ваш голос. А теперь более подробно…

Сразу уточню простыми словами. Беспроводные наушники – это не «магия без проводов», а мини-компьютер с Bluetooth-модулем, аккумулятором, усилителем, динамиками, микрофонами и управляющей электроникой. Телефон сначала сжимает звук специальным кодеком, потом передает его по Bluetooth, а наушники принимают, расшифровывают и воспроизводят. Поэтому качество звука зависит не только от самих динамиков, но и от кодека, версии Bluetooth, расстояния до телефона, помех и даже от того, в каком кармане лежит смартфон.

Bluetooth

Bluetooth был назван в честь Харальда Синезубого, который объединил скандинавские земли, чем и вошел в историю. В данном случае технология объединяет и позволяет общаться телефонам, планшетам, ноутбукам, телевизорам, наушникам и колонкам.

Принцип работы простой – есть приемник и передатчик, а передача информации идет с помощью радиоволн. При этом используется специальный ISM-диапазон частот от 2,4 до 2,4835 ГГц. Диапазон был выбран не случайно – его не нужно лицензировать в большинстве стран мира. Он используется в промышленности, науке, медицине и других сферах.

Часто рядом с Bluetooth работает Wi-Fi, потому что у многих домашних сетей тоже есть диапазон 2,4 ГГц. Поэтому иногда наушники начинают «заикаться» возле роутера, микроволновки, большого количества беспроводных устройств или в людном месте. Например, в метро, торговом центре или спортзале вокруг может быть много телефонов, часов, колонок и наушников. В такой ситуации звук может ненадолго прерываться, хотя сами наушники исправны.

При передаче используется метод расширения спектра и перестройки частот. Вдаваться в сложную теорию не буду, так как это обычному пользователю не нужно. Скажу лишь то, что Bluetooth не сидит все время на одной узкой частоте, а умеет быстро переключаться между каналами в своем диапазоне. Это помогает обходить часть помех и передавать данные стабильнее.

А помехи могут возникнуть в любом месте, ведь вокруг нас очень много других радиоволн, которые работают в том же самом спектре или рядом с ним. К ним относят Wi-Fi, микроволновые печи, беспроводные мыши, клавиатуры, геймпады, умные часы, фитнес-браслеты и другую технику. Мобильная и спутниковая связь работают в других диапазонах, но в реальной жизни пользователь все равно видит одно и то же – вокруг много радиоустройств, и любое из них может косвенно влиять на стабильность связи. Вот как раз методы защиты от помех помогают Bluetooth-наушникам не отваливаться при каждом соседнем сигнале.

Что такое Блютуз-наушники? Это беспроводные наушники, в которых прием звуковой информации идет с помощью Bluetooth и специальных профилей передачи звука. Так как устройство работает без проводов, внутри используется аккумулятор, который периодически нужно заряжать. В маленьких TWS-наушниках аккумулятор стоит в каждом наушнике отдельно, а зарядный кейс выступает как небольшая переносная батарея. В полноразмерных моделях аккумулятор обычно крупнее, поэтому они часто работают дольше без подзарядки.

Если вы только купили гарнитуру и не понимаете, с чего начать, сначала нужно перевести наушники в режим сопряжения, а потом найти их в настройках телефона. На Android это обычно «Настройки» – «Bluetooth» или «Подключенные устройства». На iPhone – «Настройки» – «Bluetooth». Подробную пошаговую инструкцию можно посмотреть отдельно – как подключить беспроводные наушники к телефону.

Версии

Первая версия Bluetooth появилась очень давно. Да, передача была возможна, но были проблемы с анонимностью, стабильностью и совместимостью устройств разных производителей.

Впоследствии выходили новые версии, где исправляли ошибки, улучшали совместимость, ускоряли подключение, снижали энергопотребление и добавляли новые возможности. Рассказывать про каждый стандарт я думаю смысла нет. На сегодня спецификация Bluetooth ушла уже дальше пятой ветки, но в реальных наушниках чаще всего встречаются версии 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4. Само по себе число версии не гарантирует идеальный звук, но более свежие версии обычно дают лучшую стабильность, экономию энергии и поддержку новых функций.

Очень важный момент: версия Bluetooth – это не то же самое, что качество звучания. Две модели с одинаковым Bluetooth 5.3 могут звучать совершенно по-разному. На звук влияют динамики, посадка в ухе, кодеки, настройка эквалайзера, качество микрофонов и даже форма амбушюр. Поэтому при выборе наушников я бы смотрел не только на цифру версии, но и на реальные функции: есть ли шумоподавление, мультипойнт, поддержка нужного кодека, хороший микрофон и удобное приложение.

Кстати, все версии в целом совместимы между собой. Например, если вы пытаетесь сопрячь устройства, которые работают на разных версиях Bluetooth, они будут использовать общий набор возможностей. Проще говоря, старый телефон сможет подключиться к новым наушникам, но новые функции могут быть недоступны. Это нормально: музыка все равно может играть, но, например, LE Audio, более точное определение расстояния или продвинутые режимы энергосбережения могут не заработать без поддержки с обеих сторон.

Не покупайте наушники только из-за надписи «Bluetooth 5.4» или «Bluetooth 6». Смотрите, что именно поддерживает ваш телефон. Если телефон старый, он не сможет использовать часть новых возможностей даже с новыми наушниками. И наоборот: современные смартфоны хорошо работают и с более старыми наушниками, просто без некоторых новых функций. Для обычного прослушивания музыки важнее стабильность соединения, посадка, кодек и качество самих наушников.

Принцип работы беспроводных наушников

Для связи телефона, телевизора, ноутбука и наушников на обоих устройствах должен стоять специальный Bluetooth-модуль, который принимает и отправляет поток информации. Модуль обычно встроен в центральную плату. Чаще всего подобный чип выполняет сразу несколько функций и дополнительно работает с Wi-Fi.

Напомню, что подобные чипы есть и на ноутбуках, и на некоторых современных телевизорах. Поэтому наушники можно подключить туда. Современные наушники имеют возможность не только принимать звуковой сигнал, но также отправлять его с помощью микрофона, что превращает устройство в полноценную гарнитуру.

На практике процесс выглядит так. Вы открываете кейс или включаете наушники, они переходят в режим поиска. Телефон видит их в списке Bluetooth-устройств и предлагает подключиться. После сопряжения телефон запоминает наушники, и в следующий раз они подключаются автоматически. Если этого не происходит, чаще всего помогает удалить наушники из списка Bluetooth-устройств и выполнить сопряжение заново.

А теперь давайте немного посмотрим на сам модуль. На старых телефонах он имеет вид чипа и встроен в плату. Для улучшения сигнала используется вот такая небольшая антенна в виде волны.

На многих современных телефонах место имеет большое значение – именно поэтому разработчики встраивают модули Bluetooth и Wi-Fi прямо в системный чип или размещают их максимально компактно на плате. Таким образом можно сэкономить место в смартфоне и использовать его для более емкой батареи, камер, охлаждения или других компонентов. Для пользователя это просто означает одно: Bluetooth сейчас есть почти в любом смартфоне, ноутбуке, планшете и большом количестве телевизоров.

Чтобы устройства понимали друг друга, нужны определенные протоколы или правила, по которым идет связь. Для связи используют такие протоколы как LMP, L2CAP и SDP. В нашем случае для передачи музыки используется популярный профиль A2DP. Для управления кнопками, паузой, переключением треков и громкостью используется профиль AVRCP. Для звонков и микрофона долгое время применялись профили HFP и HSP. Профилей очень много: одни отвечают за передачу звука, другие – за управление, третьи – за обмен данными.

И тут встает проблема совместимости, когда определенные устройства не поддерживают какие-то протоколы, профили или кодеки. Например, наушники поддерживают хороший кодек, но телефон его не поддерживает – значит звук будет передаваться через другой вариант. Или наушники умеют подключаться к двум устройствам одновременно, а конкретный телефон или ноутбук ведет себя с этой функцией нестабильно. Поэтому при проблемах с подключением не всегда виноваты только наушники – иногда дело в телефоне, драйвере Bluetooth или старом адаптере компьютера.

Кодеки: почему одни наушники звучат лучше других

Когда телефон передает музыку по Bluetooth, он не отправляет «сырой» звук как по проводу. Звук сжимается специальным кодеком, передается по воздуху и уже в наушниках обратно преобразуется в воспроизведение. Самый базовый кодек – SBC, он есть почти везде. Также часто встречаются AAC, aptX, aptX HD, aptX Adaptive, LDAC, LHDC и LC3 для LE Audio.

Для обычного пользователя это можно объяснить так: кодек – это способ упаковать музыку в Bluetooth-поток. Если упаковка простая и сильно сжимает звук, качество может быть хуже. Если кодек современный и устройство поддерживает хорошую скорость передачи, звук может быть заметно лучше. Но чудес не бывает: плохие динамики не станут хорошими только из-за LDAC, а неудобная посадка может испортить даже дорогие наушники.

• SBC – базовый кодек, работает почти на всех Bluetooth-наушниках.
• AAC – часто используется на iPhone и многих Android-смартфонах.
• aptX – семейство кодеков, которое часто встречается на Android-устройствах и наушниках с чипами Qualcomm.
• LDAC – кодек с высокой скоростью передачи, часто встречается на Android, но требует хорошего сигнала.
• LC3 – новый кодек для LE Audio, рассчитанный на хорошее качество при меньшем энергопотреблении.

Если вы слушаете музыку в шумном автобусе, на улице или в спортзале, разницу между кодеками можно почти не заметить. А вот задержка звука в играх и видео может ощущаться сильнее. Для фильмов телефон обычно умеет подстраивать синхронизацию, поэтому губы и звук совпадают. В играх задержка заметнее, потому что звук выстрела или шага должен приходить сразу. Поэтому для игр лучше смотреть на модели с игровым режимом или низкой задержкой.

Bluetooth Classic, LE Audio и Auracast

Большая часть привычных беспроводных наушников работает через Bluetooth Classic Audio. Это обычная схема, где музыка идет через профиль A2DP, а звонки – через гарнитурные профили. Она давно используется, хорошо совместима с телефонами, ноутбуками и телевизорами. Именно поэтому старые и новые наушники обычно без проблем подключаются к разным устройствам.

Но сейчас развивается и другой вариант – Bluetooth LE Audio. Он работает на базе Bluetooth Low Energy и использует кодек LC3. Главная идея – передавать звук энергоэффективнее, с лучшей гибкостью и поддержкой новых сценариев. Например, LE Audio может передавать отдельные синхронизированные потоки на левый и правый наушник, улучшать работу слуховых аппаратов и открывать новые возможности для трансляции звука.

Отдельно стоит упомянуть Auracast. Это функция, при которой устройство может не просто подключиться к одним наушникам, а транслировать звук сразу нескольким совместимым приемникам. Представьте телевизор в спортзале, аэропорту или музее: человек подключает свои наушники к трансляции и слушает звук без общего громкого динамика. Но для работы Auracast нужна поддержка со стороны источника звука и самих наушников, поэтому пока это не универсальная функция для всех устройств.

Если в характеристиках наушников написано «LE Audio» или «Auracast», это хорошо, но проверяйте совместимость с телефоном или телевизором. Новая функция работает только тогда, когда ее поддерживают оба устройства. Если телефон не поддерживает LE Audio, наушники все равно могут играть музыку через обычный Bluetooth, но без новых возможностей. Поэтому надпись на коробке – это не гарантия, что функция заработает именно у вас.

Как работают TWS-наушники

TWS – это полностью беспроводные наушники, где левый и правый наушник никак не соединены проводом. Внутри каждого наушника есть свой аккумулятор, Bluetooth-чип, динамик, микрофон и управляющая электроника. Зарядный кейс нужен не только для хранения, но и для подзарядки. Именно поэтому маленькие наушники могут работать несколько часов, а вместе с кейсом – намного дольше.

В старых TWS-моделях часто один наушник был главным, а второй подключался к нему как ведомый. Из-за этого иногда появлялась проблема: играет только один наушник, второй не синхронизировался или телефон видит левый и правый наушник как два разных устройства. В современных моделях схема стала лучше, но подобные проблемы все равно встречаются. Если столкнулись с таким, почитайте отдельную инструкцию как сопрячь наушники между собой.

Когда вы достаете наушники из кейса, они включаются, соединяются друг с другом и потом подключаются к телефону. Если вы кладете их обратно, контакты в кейсе начинают зарядку, а наушники обычно отключаются от телефона. Если один наушник не заряжается, не включается или не подключается, часто виноваты грязные контакты в кейсе, разряженный аккумулятор или сбой синхронизации. В такой ситуации помогает протереть контакты сухой салфеткой, полностью зарядить кейс и сделать сброс наушников по инструкции производителя.

Дополнительные функции современных наушников

Современные наушники могут не только принимать звуковой сигнал и воспроизводить его в уши пользователя. Многие производители добавляют дополнительный функционал.

• Микрофон – вы можете не только слушать музыку, но также общаться со своими друзьями по телефону, в мессенджерах, играх и видеоконференциях.
• Автоподключение – есть почти на всех смартфонах. Один раз подключившись, телефон запоминает устройство, и повторно его сопрягать уже не нужно, достаточно просто включить гарнитуру.
• Автопауза – если снять хотя бы один наушник, проигрывание песни может остановиться. Обычно это работает за счет датчиков приближения или положения.
• Управление – на некоторых наушниках есть кнопки, которыми можно ставить музыку на паузу, переключать песню, увеличивать громкость и вызывать голосового помощника. Кнопки могут быть как физические, так и сенсорные.
• Беспроводная зарядка – заряд наушников и кейса происходит без подключения проводов, но для этого нужна специальная станция. Более подробно…
• Активное шумоподавление – наушники микрофонами слушают окружающий шум и создают обратную звуковую волну, чтобы его приглушить.
• Прозрачный режим – наоборот пропускает внешние звуки, чтобы вы слышали объявления, машины, людей рядом и не снимали наушники.
• Мультипойнт – позволяет подключить наушники сразу к двум устройствам, например к ноутбуку и телефону.
• Приложение производителя – в нем можно менять эквалайзер, обновлять прошивку, настраивать жесты и проверять заряд.

Функционал может отличаться в зависимости от модели. В любом случае самое главное, на мой взгляд, это удобство, стабильность подключения и качество звука. Советую посмотреть наш ТОП-беспроводных наушников тут.

По шумоподавлению тоже важно не ждать невозможного. ANC хорошо убирает ровный низкий шум: гул самолета, метро, кондиционера, дороги. Но резкие голоса, лай собаки, щелчки клавиатуры и внезапные звуки он гасит хуже. Прозрачный режим полезен на улице, но я бы не полагался на него на 100% возле дороги. Иногда наушники искажают направление звука, поэтому при переходе через улицу лучше быть внимательнее.

Если вы используете наушники на улице, не ставьте громкость на максимум и не отключайтесь полностью от окружающего мира. Даже хорошее шумоподавление может быть опасно возле дороги, на велосипеде, самокате или железнодорожной платформе. Лучше включить прозрачный режим или оставить один наушник, если ситуация требует внимания. Здоровье и безопасность важнее идеального звучания.

Почему звук иногда прерывается

Самая частая причина – помехи и расстояние. Bluetooth обычно рассчитан на небольшое расстояние, а тело человека, стены, металл, плотная одежда и сумка могут ослаблять сигнал. Например, телефон лежит в заднем кармане, а один наушник периодически «заикается». Стоит переложить телефон в нагрудный карман или ближе к наушникам – и звук становится стабильнее.

Вторая причина – перегруженный диапазон 2,4 ГГц. В квартире рядом могут работать роутер, телевизор, колонка, мышь, клавиатура, умные лампы и другие Bluetooth-устройства. В таком случае можно попробовать переключить домашний Wi-Fi на 5 ГГц, если устройства его поддерживают, или отойти от роутера. Еще помогает удалить наушники из списка Bluetooth-устройств и подключить их заново.

Третья причина – разряд аккумулятора или сбой прошивки. Когда наушники почти разряжены, они могут хуже держать связь, тише играть или внезапно отключаться. Если в приложении производителя есть обновление прошивки, его иногда стоит установить, потому что производители исправляют обрывы, задержку, работу микрофонов и ошибки автоподключения. Если наушники вообще не подключаются к компьютеру, посмотрите отдельный разбор почему Bluetooth-наушники не подключаются к ноутбуку или ПК.

Как подключить беспроводные наушники к компьютеру, телевизору и телефону

К телефону подключение самое простое. На Android откройте «Настройки» – «Bluetooth» или «Подключенные устройства» – «Добавить устройство». На iPhone откройте «Настройки» – «Bluetooth». После этого переведите наушники в режим сопряжения и выберите их в списке. Обычно режим сопряжения включается при первом открытии кейса или долгим удержанием кнопки на кейсе или самих наушниках.

На Windows откройте «Параметры» – «Bluetooth и устройства» – «Добавить устройство» – «Bluetooth». Наушники должны быть включены и находиться в режиме поиска. Если компьютер не видит наушники, проверьте, есть ли у него Bluetooth-модуль. У обычного стационарного ПК его может не быть, и тогда нужен отдельный USB Bluetooth-адаптер. Подробно этот процесс разобран в инструкции как подключить Bluetooth-наушники к компьютеру.

С телевизорами все зависит от модели. В современных Smart TV часто есть пункт «Bluetooth-аудио», «Наушники Bluetooth», «Аудиоустройства» или похожий раздел. На старых телевизорах Bluetooth может отсутствовать, даже если есть Wi-Fi. Тогда используют внешний Bluetooth-передатчик, который подключается к аудиовыходу телевизора. Но тут важно учитывать задержку: в дешевых передатчиках звук может заметно отставать от картинки.

Если наушники не видны в списке устройств, сначала уберите их в кейс, подождите 20-30 секунд и снова откройте. Потом удалите старое подключение на телефоне или компьютере и включите режим сопряжения заново. Если не помогает, сделайте сброс наушников по инструкции производителя. У разных моделей сброс делается по-разному: где-то нужно удерживать кнопку на кейсе, где-то – сенсоры на обоих наушниках.

FAQ

Беспроводные наушники работают через интернет?
Нет, интернет им не нужен. Наушники получают звук от телефона, ноутбука или телевизора по Bluetooth. Интернет нужен только самому телефону или приложению, если вы слушаете музыку онлайн, смотрите видео или разговариваете через мессенджер. Если музыка уже скачана на телефон, наушники будут играть и без интернета.

 

Почему в режиме разговора звук хуже, чем при прослушивании музыки?
Потому что при звонке наушники должны не только принимать звук, но и отправлять ваш голос с микрофона. Старые профили для разговора часто снижают качество воспроизведения, чтобы освободить канал для микрофона. Поэтому музыка звучит объемно, а при звонке или в игре с голосовым чатом качество может стать хуже. В новых устройствах с LE Audio эта проблема постепенно уменьшается, но нужна поддержка со стороны телефона, системы и наушников.

 

Почему один наушник играет тише или не подключается?
Часто причина в рассинхронизации TWS-наушников, грязной сеточке динамика, разряженном аккумуляторе одного наушника или плохом контакте в кейсе. Начните с простого: почистите контакты и сеточку сухой мягкой щеткой, зарядите кейс и наушники, удалите устройство из Bluetooth и подключите заново. Если не поможет, сделайте сброс наушников. У каждой модели своя комбинация, поэтому лучше смотреть инструкцию именно к вашей гарнитуре.

 

Можно ли подключить одни наушники сразу к двум устройствам?
Можно, если наушники поддерживают мультипойнт. Тогда они могут быть подключены, например, к ноутбуку и телефону одновременно. Вы смотрите видео на ноутбуке, а при входящем звонке наушники переключаются на телефон. Но если мультипойнта нет, придется вручную отключать наушники от одного устройства и подключать к другому.

 

Bluetooth-наушники вредны?
Обычные Bluetooth-наушники работают на малой мощности и рассчитаны на повседневное использование. Главная реальная проблема чаще не в радиосигнале, а в громкости. Если долго слушать музыку слишком громко, можно испортить слух. Я бы держал громкость на комфортном уровне и делал перерывы, особенно если вы слушаете музыку каждый день по несколько часов.

Видео

YouTube