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蓝牙是一种重要的短距离无线通信技术，由爱立信公司在1994年开始开发。它工作在2.4GHz的ISM频段，这是一个免许可的工业、科学和医疗频段。蓝牙技术的主要特征包括短距离通信、低功耗设计、自动组网能力和支持多设备连接。这些特性使得蓝牙成为连接各种电子设备的理想选择，特别是在音频设备领域。
蓝牙协议栈采用分层架构设计，每一层都有特定的功能。最底层是物理层，负责射频信号的发送和接收。基带层处理数字信号和时序控制。链路管理层负责连接的建立、维护和安全管理。L2CAP层提供数据分组和流量控制功能。最上层是应用层，包含各种具体的应用协议。数据在各层之间按照标准流程传递，确保通信的可靠性和兼容性。
蓝牙采用跳频扩频技术来避免干扰和提高安全性。系统在2.4GHz频段的79个频点之间快速跳转，每秒进行1600次跳频。设备配对是建立蓝牙连接的关键过程，包括设备发现、握手、身份认证和密钥交换等步骤。通过这种机制，两个蓝牙设备可以建立安全可靠的通信连接，为后续的数据传输奠定基础。
蓝牙音频传输需要经过编解码处理。首先，模拟音频信号通过ADC转换器转换为数字信号。然后使用各种编解码算法进行压缩处理。常见的编解码格式包括SBC标准编解码、AAC高级音频编码、aptX低延迟编码、索尼的LDAC高码率编码，以及新一代的LC3低功耗编解码。不同的编解码格式在音质、延迟和功耗方面有不同的特点，适用于不同的应用场景。
蓝牙耳机的硬件架构包含多个关键组件。蓝牙芯片是无线通信的核心，负责接收和处理蓝牙信号。DSP数字信号处理器对音频数据进行解码和优化。DAC数模转换器将数字信号转换为模拟音频信号。功率放大器将信号放大到足够驱动扬声器的功率。扬声器将电信号转换为声音输出。电池为整个系统提供电源，天线负责信号的收发。这些组件在紧凑的空间内协同工作，实现高质量的无线音频播放。