HDMI ARC 音訊回傳-原理說明與實測

目前電視如果有HDMI輸入的話，幾乎都會寫一個ARC字樣，到底這個 HDMI ARC 是甚麼意思呢? 它是Audio Return Channel的意思，用來把電視的聲音回傳到擴大機。這有個歷史緣由，接下來我會先說明歷史與原理，再做實測給各位看。

影音接線演進

假設我有一堆影音裝置要接到電視，而且中間還接了一台綜合擴大機做切換，那麼一般來講就會接成如下的方式。早期的影音裝置大都以聲音居多，擴大機就提供了切換音源與推動喇叭的功能，隨著時代的演進，擴大機也開始納入影像訊號，例如AV端子、HDMI端子等等，於是擴大機也開始能轉接影像訊號。

擴大機固然可以解碼影音裝置的HDMI訊號，提供優質的聆聽感受，但是針對電視本身的聲音，該怎麼傳到擴大機呢? 例如有些電視可以接網路、接USB，它們也會有聲音輸出，若這些聲音也要從擴大機輸出，那麼勢必要有另一條音源線將電視的聲音輸出接回擴大機，而這一條線就稱為Audio Return Channel如下圖橘色線，它可能是光纖Optical、同軸Coaxial、梅花接頭RCA或是3.5mm的耳機線。

HDMI ARC 音訊回傳

剛才講的聲音回傳路徑Audio Return Channel不過就是一條線而已，接起來很麻煩嗎? 其實也不會，但如果能有更方便的回傳方式，相信大家應該不會拒絕，例如乾脆就不要接了，於是HDMI在1.4版之後就把這個回傳路徑納入HDMI裡面，以後只要HDMI線有接好，等同於回傳路徑這條線也接好了，這個功能就稱為HDMI ARC如下圖。

這個ARC到底是數位訊號還是類比訊號呢? 它走的是數位訊號，它利用HDMI的Pin14與Pin19以共模Common mode訊號的方式傳送數位訊號，根據HDMI的文件它使用的格式絕大部分是SPDIF上的格式。

可能有人會問那ARC是否需要使用專用的HDMI線材呢? 要喔，因為ARC使用了HDMI裡面的的Pin14與Pin19，但其中Pin14在早期的HDMI版本並沒有使用，所以有些廠商在當時就因為這樣直接把Pin14拿掉了，所以最好是能夠先確認HDMI線材是2.0版本的線材，如此ARC才可以使用。

HDMI ARC實測

為了實際測試一下HDMI ARC的功能，我把手邊現有的設備接成如下的樣子，擴大機我用Sound bar來取代，那說好的綜合擴大機呢? 雖然我有借到擴大機，但是它一台16公斤，我實在提不起勁去搬。這個接法的目的就是要確認ARC的功能，所以聲音有從Sound bar自己的HDMI過來的，也有從電視的HDMI ARC過來的，待會就依照遊戲機、筆記型電腦以及手機的順序一個一個來測試。

要跟大家補充說明一下，想要使用ARC必須要記得打開所有HDMI裝置的CEC，它可以在每個HDMI裝置之間建立一個簡單的網路，但你如果想找到CEC的設定選單，你可能會找不到，那是因為每一個HDMI裝置對於CEC功能的命名不同，有些說是電源連動、有些說同步、有些寫智能連接，真是折騰人，但我都已經寫成這樣的話，相信你也知道CEC大概要去哪裡找了吧。如果你還想追根究柢知道HDMI CEC的細節，可以參考我這篇文章HDMI CEC 電源連動不正常-邏輯分析儀說分明，應該可以滿足你的好奇心。

Sound bar自身HDMI聲音-遊戲機

先來看一下遊戲機的狀況，它的影音訊號是由HDMI直接進入Sound bar，然後再繞到電視解碼HDMI訊號如下圖，電視的畫面與聲音確實來自於遊戲機的馬力歐。

雖然ARC這個Return channel顧名思義應該是要把電視解出來的聲音資訊再繞回Sound bar，但是Sound bar本身就已經接收了遊戲機直接進來的HDMI訊號，它就直接光明正大的解碼輸出了。不過基於好奇，我做了一個小實驗，我只將HDMI接進Sound bar，它的輸出並沒有接到電視，我發現Sound bar仍然會有聲音，這表示Sound bar擁有解碼HDMI的能力。

電視自身HDMI的聲音-筆電

接著我們來看看，接在電視HDMI上面的筆電，它的聲音是否能透過ARC傳回Sound bar呢? 各位看下圖，電視的畫面跟筆電一樣，都有一個播放音樂的紅色Process bar，表示畫面傳送有成功，聲音的部分嘛… 畢竟這裡是部落格，我再厲害也只能用寫的，我只能告訴你音樂真的有從Sound bar的喇叭輸出，也就是電視機把筆電的HDMI訊號解碼之後，將聲音透過ARC繞回Sound bar，這就表示ARC真的有動作，真的就可以少接一條音源線，好像真的滿方便的。

電視的類比訊號發聲-手機

最後我們來看電視的類比訊號輸入，是否也能轉為ARC傳回Sound bar? 答案是可以喔。下圖中的手機正播放著電台的Youtube直播，聲音輸出採用3.5mm耳機接頭，並接入電視的類比輸入端子，經過實測我確實從Sound bar聽到了電台的音樂，表示電視的類比訊號輸入也能透過ARC從Sound bar的喇叭送出來。

不過類比訊號的聲音從手機的耳機輸出，音質似乎比較差，跟筆電直接把HDMI接進電視相比，低頻表現較單薄，畢竟類比訊號還需要重新取樣才會變成ARC，而HDMI本身直接就是數位音訊了，要轉為ARC是非常容易的事情，也不容易有音質落差。

eARC是甚麼

我想可能有人會問那eARC又是甚麼東西呢? 它就是進階版的ARC，因為它的第一個字母”e”就是加強版Enhanced的意思，是HDMI 2.1才出現的玩意兒。eARC在音訊資料上的頻寬最多可以到達98Mbits/s，這麼高的頻寬當然就可以裝得下很多個聲道，所以你就可以看到它能支援Dolby Atmos和DTS:X。

由於資料量龐大，所以eARC不是採用ARC原先的共模訊號傳輸，而是利用ARC的差分(Differential mode)訊號傳輸，這種差分訊號稱為HEC(HDMI ethernet channel)，它在HDMI 1.4就有了，當時我還有點納悶，在HDMI裡面弄個Ethernet是要幹嘛? 或許它們當時就已經在為eARC鋪路了。HEC本質上就是100Mbits/s的Ethernet網路連接技術，也只有HEC才能裝得下這麼多聲音資料。

講了這麼多，我還是需要自首一下，我很確定HDMI 1.4的Pin14、Pin19是用來做ARC與HEC，但是eARC到底是不是用HEC來實現，這我不是很確定，我個人認為應該要是肯定的，反正就跟各位分享手邊的資訊，有發燒友想分享資訊給我的話也都歡迎。

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