TWS耳机:更小体积更优品质 声学器件才是灵魂本源!

时代飞速进步,压力与日俱增

碎片化的时间、轻负担的需求,是每一位现代人的标签

跑出框架、摆脱线条、是每一位新时代人的诉求

今天给大家带来的科技拆解,从我们日常的听&说开始

一起领略声学器件带来的无线革新

  


=走近TWS技术=

TWSTrue Wireless Stereo的缩写,意为真正的无线立体声。该技术的实施基于芯片技术的发展。有线耳机现在可以摆脱线路,成为无线耳机!其从技术上来说是指手机通过连接主音箱,再由主音箱通过蓝牙无线方式连接从音箱,实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。不连接从音箱时,主音箱回到单声道音质。


=TWS耳机发展趋势=

TWS耳机作为2019年最火爆的市场之一,今年疫情下的销量势头依旧强劲:2020年上半年全球TWS耳机出货量同比增幅超过100%,展望全年出货量将达2.3亿副以上,年增率78%,规模将超过110亿美元。有望成为智能手机之后的消费电子新热点!


新型圈瓷发声结构的TWS耳机更是利用动圈单元让低频、中频的声场更暖更圆整,在高音细节部分采用压电单元使高频不刺耳且通透,不论是摇滚、人声,还是器乐纯音都轻松驾驭。


目前市面上的TWS耳机价格品质参差不齐

所有在体验上反馈出的问题可以总结出以下几个关于

TWS耳机设计的困圈】

  

音质/续航/连接//通话质量



音质


蓝牙版本的迭代虽然为传输音频提供了更高的稳定性,但是对于音质,决定性的关键在于编码方式及发声单元设计和调音。CD音质需要带宽为1.41Mbit/s,受限于A2DP传输能力,音频通过蓝牙传输先进压缩技术进而提升音质。目前比较流行的高品质蓝牙音频压缩算法有aptX/aptX-HD、LDAC、LHDC等。这些压缩算法需要通过高性能的编码芯片去实现。

耳机的发声单元设计有动铁、动圈、圈铁以及目前新兴的圈瓷,愈发复杂多变的单元结构经过多次调音最终成型,从而完成一副耳机所应有的调性。

总结:对于音质的提升,编码芯片及发声单元这块的选择尤其重要,却因此大大提升产品成本。


续航


由于TWS耳机没有线材外露,整体小巧轻携带,占比最大的电池这块就成了最大的问题,大部分的TWS耳机都出现了续航时长短,电池短时间老化充不上电的短板问题,而目前很多厂家采用多种方式将单体电芯容量提升了15%:通过硅碳负极克容量的增加提升容量将芯体厚度减小,增加卷绕层数电压从4.35V提升到4.45V,从而去提高电池容量。

总结:续航问题虽然得到各种方案的解决,但是电池本身的体积依然占据耳机腔体的大量空间。

连接


由于TWS耳机相比传统的无线蓝牙耳机在于将左右耳单体的连结缆线改为无线方式传输,信号连接的稳定性就显得尤为重要,为了实现真TWS与手机的无线连接以及数据传输,同时兼顾TWS蓝牙耳机的音质要求减少音质丢包率、提升输出音质,在核心芯片这款的选择也是见仁见智,目前除了iphone独家的W1\H1芯片,就是高通的QCC系列芯片以及以络达、瑞昱为代表的大陆/台湾芯片,高品质的芯片决定了TWS耳机在体验上的性能感受。

总结:用户体验为王的时代,主控芯片的高品质决定驱动力及音质的优化,成本从而提升。


综合以上几点可以发现

TWS耳机在设计开发的过程中,不仅成本高,对于整体耳机腔体内部空间利用难度也很大

TWS耳机定位作为真正的无线蓝牙耳机

除了无压力听歌看剧,通话质量的优异表现同样重要

决定音质取决于耳机发声单元及编码芯片

X

决定通话质量那就要看耳机配备的麦克风


通话质量

下面介绍的这款型号为AAMO08A-42的数字信号麦克风

小巧的体积不仅解决了耳机腔体空间的工业设计问题

高性价比的品质在降低设计成本的同时,保证了高保真稳定的通话质量。

从产品上帮助整体设计脱出困圈


=科技开箱|深入拆解=

产品特点


※体积小:给TWS耳机预留更多零配件空间

※性价比高:大大降低生产成本,提升产品品质

※高保真通话质量:精良设计结构及选材,保证通话质量稳定清晰。


产品参数

试验条件(Vdd=2V Ta=20R.H.=65%)


序号

项目

规格

1

灵敏度

42 + 1DB(0db = 1V / Pa,1KH2)

2

耗电量

0.2MA Max

3

94 db SPL时总谐波失真

≤0.5%(1kHz)

4

指向性

全向

5

S/N 比值

>58db

6

输出阻抗

≤300Ω

7

工作电压范围

1.5V-3.6V

8

工作电压范围灵敏度变化

0.5dB

9

频率范围

100HZ-10KHZ

10

储存温度

-40 ° C to +125 ° C

11

工作温度

-40 ° C to +100 ° C

12

最大输入声级

120 dB

13

电源电压抑制

-70 dB

 




响应频率曲线


角响应-全方位响应


产品尺寸规格




 


Tips:所有尺寸单位为毫米(mm),公差±0.15mm,除非另有规定。


推荐选取点及焊盘布局

下图提供了有关建议PCB接连盘图形。这个图形尺寸与压力传感器模块上的垫片的尺寸和形状完全相同。建议锡膏高度为3~5mils(75μm~125μm)。


接口电路设计注意事项

硅晶麦克风布线


设计配置

必须避免在VDD和输出端子之间连接2.2K电阻失效或电流消耗将太高。

Tips

所有尺寸均为毫米(mm)。


必须避免将RC连接到引脚2,因为SoniCrest硅晶麦克风均为固定增益将RC连接到引脚2导致引脚2悬空导致故障或无效。


电路布局图


术语解释

引脚1:输出端子,相当于施加压力的模拟信号为可用。

引脚2,3:电源负极连接到传感器封装的端子。

针脚4:输入电压(最大3.6V)

灵敏度:灵敏度是给定声压下的开路输出电压幅度这取决于频率,因此通常以1K Hz表示。

单位以dB对数标度定义。


经过多次可靠性测试

※静态湿度:

+25℃预处理1小时。然后以+ 85%的相对湿度暴露于+85℃湿度为1000小时。在服用前于室温下干燥3±1小时最终测量。


※温度冲击:

每个周期应由-40℃的30分钟,+ 125℃的30分钟和5分钟组成。分钟的过渡时间。测试持续时间为30个周期,从冷到热的温度。

※ESD灵敏度:

根据以下说明对每个触点执行ESD灵敏度阈值测量MIL-STD-883G,用于人体模型的方法3015.7。识别ESD阈值表示8000V人体模型通过。

※使用寿命:

在满额定功率下,将样本置于+125℃168小时。

※回流焊:

一遍通过标准焊料回流曲线。

※随机振动:

随机以20〜2000Hz振动4个周期,每个方向加速度20g,每架飞机的测试时间为30分钟。


※机械冲击:

受试者在每个方向上采样半个正弦冲击脉冲(3000g持续0.3ms),总计进行18次电击。

※跌落测试:

样品固定在固定装置内,并从1.5m高处自然掉落在六个方向上在星状表面上进行3次,共18次。

※模拟回流(无焊料):

进行鉴定测试的样品至少需要3次通过260±5℃的回流焊焊料轮廓。每个回流曲线测试之间需要2个小时的建立时间。


应用:

储存温度范围:-40℃〜+125℃

工作温度范围:-40℃〜+100℃

回流焊(最高峰值温度30s):≤260℃


推荐回流曲线


注意事项

1.无铅焊接组装处理:参考IPC / JEDEC J-STD-020C。

2.回流次数-建议不超过3个周期。

3. SMD工艺不应使用干净的焊膏,不允许清洗,因为清洗会

损坏压力传感器的感应元件。

4.请勿在回流焊后洗板。 电路板的清洗和清洁会损坏设备。

5.请勿进行超声波处理或清洁。

6.请勿在麦克风的端口孔上抽真空。

7.请勿在端口孔中施加超过0.3Mpa的气压。



公司简介

州元晶电子科技有限公司现位于常州市天宁经济开发区,是以各种感知器为主营业务,同时涉及多类感知器的代理、销售、生产及提供感知器资讯和交易平台的专业化高新技术企业。公司本着竭诚为军、民各领域客户提供优质的产品和完整的感知器解决方案,并将以极高的性价比和卓越的服务赢得海内外广大客户的信任。

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