Ще 2014-2016 деякі аудіокомпанії випустили на ринок перше покоління справді бездротових навушників, але у них виникли деякі проблеми зі з’єднанням Bluetooth, мікрофоном, акумулятором тощо. У 2016 році Apple офіційно скасувала 3,5-мм аудіороз’єм на серії iPhone 7 і випустив новий продукт Apple AirPods, який можна плавно сполучати з iPhone, iPad і MacBook за лічені секунди, а безперебійне з’єднання Bluetooth вражає. Неймовірний ступінь.
Як тільки Airpods був запущений, це рішення з двоканальною технологією передачі даних і зарядним футляром швидко очолювало ринок. На деякий час True Wireless Stereo Headphones (TWS) стали найпопулярнішим типом навушників на ринку. Виробники Android та аудіосистеми, такі як Sony, Beats, Bose, Jabra, Sennheiser тощо, випустили свої продукти, а бренди TWS на ринку змінюються з кожним днем. Після більш ніж п’яти років розробки бездротові навушники TWS стали продуктом споживчої електроніки, який найшвидше розвивається.
Як TWS plus пов’язаний із TWS?
Говорячи про TWS, ми часто чуємо термін TWS плюс, тож які кореляції та відмінності між ними?
TWS використовує Bluetooth 5.0 основну та допоміжну технологію передачі вуха. При підключенні гарнітуру спочатку потрібно підключити до основного вуха (зазвичай правого), а потім підключають основну передачу та допоміжне вухо, тому час, необхідний для підключення, порівнюється. довгота. Таким чином, TWS більш сприйнятливий до зовнішніх перешкод, і його енергоспоживання високе.
TWS плюс
TWS plus (True Wireless Stereo Plus) — це власна технологія Qualcomm, яка була представлена в процесорі Snapdragon 845, представленому Qualcomm у 2017 році на телефонах Android. TWS plus – це еволюція TWS. Обидва його навушники можна безпосередньо підключити до джерела звуку. Як випливає з назви, ліве і праве вухо можуть працювати незалежно. Це дозволяє кожному навушнику отримувати відповідний аудіосигнал з мінімальними втратами, швидко підключаючись і економлячи енергію. Хоча навушники, сумісні з TWS plus, пропонують вищу якість звуку, функція також залежить від сумісності аудіоджерела.
У лютому 2018 року Qualcomm запустила технологію TWS plus для забезпечення нормальної роботи між гарнітурами TWS, що використовують чіпи Qualcomm QCC5100/QCC30XX Bluetooth, і мобільними телефонами на основі мобільних платформ, таких як Snapdragon 845/7XX/855/865. Використовуючи це рішення, буде два незалежних канали зв’язку, які безпосередньо передаються на лівий і правий канали для досягнення незалежних з’єднань. Під час відтворення музики, навіть якщо зняти один навушник, музика не перериватиметься.
Поточний статус-кво такий, що всі справжні бездротові навушники сумісні з TWS, але не всі вони підтримують TWS plus.
Бурхливий ринок TWS
Незважаючи на те, що технологія TWS все частіше використовується в ноутбуках, планшетах і телевізорах, смартфони все ще залишаються найпопулярнішим пристроєм для сполучення з TWS, і великі виробники смартфонів, включаючи Apple і Samsung, відмовилися від своїх останніх випусків. Зніміть аудіороз'єм 3,5 мм.
На даний момент ринок навушників TWS перетворився з «темної конячки» в «золоту конячку», а ринок і обсяг продажів стабільно зростають з року в рік. У своєму Global Consumer Audio Survey 2020 Qualcomm зазначив, що глобальне впровадження гарнітур TWS майже подвоїлося з 2019 року, з 23 відсотків до 42 відсотків. При цьому приблизно 42 відсотки споживачів використовують бездротові навушники для перегляду ТБ, фільмів та іншого відеоконтенту. Очікується, що ця цифра продовжить зростати, оскільки термін служби батареї продовжується.
Згідно з прогнозом дослідження Grand View, обсяг світового ринку гарнітур TWS у 2020 році становитиме приблизно 25,32 мільярда доларів США, і очікується, що з 2021 по 2028 рік він зросте на 36,1 відсотка. Зважаючи на постійно зростаючий попит на потоковий контент у поєднанні з швидке впровадження соціальних мереж і додатків для короткого відео, очікується, що зростання ринку гарнітур TWS продовжить прискорюватися в наступні кілька років.
За даними Strategy Analytics, у 2020 році загальний глобальний продаж Bluetooth-гарнітур перевищив 300 мільйонів, а продажі TWS-гарнітур перевищили половину цього показника до 170 мільйонів. Зокрема, тенденція розвитку світового ринку гарнітур TWS схожа на ринок смартфонів 10 років тому. Apple лідирує в галузі та в основному займає ринок високого класу, тоді як Android поступово проникає на ринок низького класу завдяки стратегії низьких цін, і тенденція його проникнення також є схожою з попередніми смартфонами. Дані дослідження Strategy Analytics показують, що після запуску AirPods Pro продажі Apple AirPods стрімко зросли з 1 мільйона в 2016 році до 15 мільйонів у 2018 році та приголомшливих 60 мільйонів у 2019 році.
Аналітики Juniper Research підрахували, що Apple продала майже 85 мільйонів AirPods у 2020 році, що становить близько 70 відсотків загального доходу категорії TWS і 55 відсотків частки ринку проданих продуктів.
З точки зору розповсюдження бренду, ринок TWS-гарнітур вперше підірвала Apple. Після кількох років розробки його продукт AirPods має дуже високу частку ринку середніх і високих класів. Згідно з даними аналізу Counterpoint, станом на другий квартал 2020 року трійкою лідерів на ринку TWS є Apple (35 відсотків), Xiaomi (10 відсотків) і Samsung (6 відсотків). ринку.
01
Одна з основних технологій TWS: Bluetooth 5.0
Bluetooth — це технологія бездротової передачі, яка теоретично забезпечує з’єднання на короткій відстані між пристроями в межах 100 метрів. На практиці при використанні невеликих пристроїв ми зазвичай використовуємо ефективну відстань близько 10 метрів. Найбільша особливість Bluetooth полягає в тому, що він дозволяє пристроям мобільного зв’язку та комп’ютерам об’єднуватися в мережу та передавати дані та повідомлення без використання кабелів. Можна сказати, що технологія Bluetooth є головним поворотним моментом у розвитку навушників, і це одна з найважливіших технологій у TWS.
Порівняно з попереднім поколінням Bluetooth 4.2, Bluetooth 5.0, який вийшов 2{{10}}16 червня, має більшу відстань передавання та вищу швидкість передавання. Ефективна відстань передачі в 4 рази більша, ніж у версії BLE 4.2, а швидкість передачі в 2 рази вища. Значна оптимізація швидкості передачі та затримки Bluetooth 5.0 дозволяє використовувати багато програм для бездротових пристроїв, які потребують більше інформації та швидшої реакції. З точки зору практичного використання, висока пропускна здатність Bluetooth 5.0 також робить можливим двосторонню розмову TWS, а вища швидкість передачі даних робить відтворення аудіо більш природним.
Bluetooth 5.2 представляє останню розробку технології Bluetooth. У 2020 році Bluetooth SIG запустив LE audio, нове покоління стандартів аудіотехнології Bluetooth. Він заснований на стандарті Bluetooth 5.2 і використовує новий аудіодекодер "LC3" з гарною якістю звуку та низьким енергоспоживанням, який може ефективніше стискати аудіодані та передавати більше даних у нижчій смузі без шкоди для якості звуку, що добре для обох якість звуку та енергоефективність. Найочікуванішим досягненням у Bluetooth 5.2 є впровадження Sync Channel, технології, яка дозволяє підключати кілька пристроїв Bluetooth до одного джерела. Тільки уявіть, як було б зручно, якби ми могли підключатися до всіх пристроїв одночасно та автоматично перемикатися між ними без необхідності вручну змінювати з’єднання між ним і телефоном, ПК або телевізором під час використання TWS вдома.
Швидкий розвиток TWS стимулював промислову модернізацію відповідних виробників ланцюга поставок. Технологічний прогрес у головній мікросхемі керування, мікросхемі керування живленням, мікросхемі приймача бездротової зарядки, акумуляторі зарядного пристрою, акумуляторі навушників, сенсорному контролі та інших технологіях покращили продуктивність і функції навушників TWS і покращили взаємодію з користувачем.
02
Друга основна технологія TWS: основна мікросхема керування Bluetooth
У TWS важливість головного чіпа Bluetooth є самоочевидною. На відміну від відносно громіздких мобільних телефонів та інших навушників, вимоги до портативності TWS мають вищі вимоги до розміру та інтеграції головного чіпа керування. З додаванням нових модулів, таких як шумозаглушення та функціональні датчики, висуваються більш високі вимоги до використання простору порожнини та високої інтеграції чіпа. Головний процесор Bluetooth із широкими функціями та високим рівнем інтеграції забезпечує надійну гарантію для реалізації різноманітних функцій TWS.
В даний час на ринку основних чіпів управління TWS є десятки виробників, ринок поступово дозріває, і конкуренція серед виробників є жорсткою. Ринок високого класу представлений Apple, Qualcomm, Hengxuan і Broadcom, а ринок середнього і низького класу включає Luoda, Realtek і Lanxun. Згідно з неповною статистикою, станом на жовтень 2020 року в Китаї було більше 22 виробників чіпів TWS master Bluetooth.
Система-на-кристалі (SoC) Qualcomm QCC5124 розроблена, щоб задовольнити потреби невеликих пристроїв у надійному, високоякісному бездротовому прослуховуванні через Bluetooth із низьким енергоспоживанням для тривалого відтворення аудіо. Архітектура QCC5124 розроблена для високої продуктивності при низькому енергоспоживанні. Порівняно з попередньою технологією споживання електроенергії може бути зменшено до 65 відсотків, що дозволяє довше відтворювати аудіо майже в усіх режимах роботи.
03
Третя основна технологія TWS: активне шумозаглушення
Останніми роками функція шумозаглушення навушників TWS приділяє все більше уваги споживачам, а технологія активного шумозаглушення (ANC) стала стандартом високоякісних навушників. Дані дослідження ринку Qualcomm показують, що 71 відсоток споживачів зацікавлені в активному шумозаглушенні як функції.
Відколи Apple випустила AirPods Pro, навушники TWS почали прискорювати перехід на TWS плюс ANC. На даний момент всі основні Bluetooth-гарнітури з активним шумозаглушенням на ринку використовують рішення розділення мікросхеми Bluetooth і мікросхеми активного шумозаглушення. Для навушників TWS із обмеженим внутрішнім простором рішення з одним чіпом не тільки споживає менше електроенергії, але й залишає більше місця для акустичних пристроїв і акумуляторних модулів. Тому ця архітектура також стане тенденцією розвитку навушників TWS. Звичайно, окрім чіпа активного шумозаглушення, ефект шумозаглушення навушників TWS також пов’язаний з дизайном порожнини навушників, і фабрика чіпів повинна тісно співпрацювати з виробниками OEM/ODM.
DA7401 від Dialog — це високопродуктивний монокодек ANC, розроблений для навушників TWS і смарт-навушників. Він має динамічний діапазон відтворення 115 дБ, динамічний діапазон запису 103 дБ, гібридний ANC і гнучку архітектуру синхронізації.
DA7402 — це високопродуктивний високоточний стереокодек із наднизьким енергоспоживанням, який використовує спеціальну цифрову гібридну технологію ANC Dialog для забезпечення більш сильного придушення навколишнього шуму в ширшому діапазоні частот, завдяки чому звук звучить у будь-якому середовищі. для найкращого досвіду користувача. DA7402 інтегрує аудіопроцесор, який забезпечує чудову якість звуку, включаючи динамічний діапазон відтворення 115 дБ і частоту дискретизації 384 кГц. Крім того, він забезпечує смугу пропускання 40 кГц для підтримки звуку високої роздільної здатності.
DA7402 — це один із найменших цифрових кодеків активного шумопоглинання на сучасному ринку, який споживає вдвічі менше енергії, ніж сучасні провідні чіп-рішення, і подвоює аудіопродуктивність, що робить його ідеальним для спортивних навушників, розумних навушників, навушників TWS тощо. .
04
Чотири основні технології TWS: мікрофон MEMS
Багато функцій гарнітур TWS вимагають відповідних датчиків для забезпечення апаратної підтримки. Наразі основні сенсорні блоки навушників TWS включають динаміки для відтворення музики, мікрофони MEMS для активного шумозаглушення та зв’язку, оптичні датчики для виявлення у вухах, кісткові датчики відбитків голосу для зменшення шуму зв’язку та 360 шестиосьових датчиків для об’ємного звуку. і т.д.
У гарнітурі TWS попередній мікрофон в основному використовувався для функції голосового виклику. Із застосуванням технології шумозаглушення ANC у навушниках TWS, щоб досягти кращого ефекту шумозаглушення, широко використовуються рішення для взаємодії кількох мікрофонів, і вимоги до продуктивності мікрофонів також стають все вищими. Кремнієві мікросхеми MEMS мають такі переваги, як малий розмір і висока стабільність. Оскільки додавання функції зменшення шуму висуває вищі вимоги до продуктивності мікрофона, мікрофони MEMS стали першим вибором для гарнітур TWS.
Високопродуктивний MEMS-мікрофон T5837/38 PDM від TDK має високу точку акустичного перевантаження (AOP) 133 дБ SPL, високе співвідношення сигнал/шум 68 дБА та широкий динамічний діапазон, що робить його ідеальним для додатків, починаючи від дуже тихих до дуже шумно, як-от польові інтелектуальні динаміки для записів голосу для програм ANC TWS. Мікрофон T5848 SmartSound I2S MEMS може забезпечити високу точку акустичного перевантаження 133 дБ SPL, високе співвідношення сигнал/шум 68 дБА та широкий динамічний діапазон, що підходить для додатків, які вимагають високої акустичної характеристики в динамічних і шумних середовищах.
05
П'ята основна технологія TWS: чіп керування живленням
Мікросхема керування живленням в основному використовується для заряджання та розряджання навушників TWS, а також для моніторингу перезаряду, надмірного розряду, перевантаження по струму та перегріву в режимі реального часу та захисту від короткого замикання під час процесу заряджання та розряджання. Незважаючи на те, що потужність заряджання та розряджання мікросхеми керування живленням відносно мала порівняно з традиційними пристроями, для навушників TWS із високими вимогами до портативності це необхідно для безпеки, низького енергоспоживання, високої витримуваної напруги, високої інтеграції та високої ефективності. Вимоги відносно високі.
MAX77650/MAX77651 — це високоінтегровані мікросхеми керування живленням із наднизьким енергоспоживанням (PMIC), які ідеально підходять для додатків, що носяться, з обмеженим розміром і малим енергоспоживанням, наприклад TWS, де розмір і ефективність є критичними. Обидва чіпи містять стабілізатор SIMO, який забезпечує три незалежно програмовані шини живлення.
Крім того, LDO на 150 мА забезпечує придушення пульсацій для аудіо, а також додатків, чутливих до шуму. Лінійний зарядний пристрій із широкими можливостями конфігурації підтримує різні ємності літій-іонних акумуляторів і включає моніторинг температури акумулятора для підвищення безпеки (JEITA). Аналогові мультиплексори в MAX77650/MAX77651 можуть перемикати кілька внутрішніх сигналів напруги та струму на зовнішні вузли для моніторингу за допомогою зовнішнього АЦП. Для налаштування та перевірки робочого стану пристрою доступний двонаправлений інтерфейс I2C.
Епілог
Навушники TWS є невід’ємною частиною індустрії розумних аудіопристроїв і ринку, що тільки зароджується. Yole Développement прогнозує, що щорічні поставки TWS-гарнітур, слухових апаратів, розумних годинників і розумних колонок до 2026 року перевищать 1,3 мільярда одиниць, а високоякісний звук стане обов’язковим для багатьох додатків, таких як ігри, AR/VR і 3D-звук. ефекти. функція резервного копіювання. Смартфони та навушники мають дуже високий ступінь екологічності. На даний момент глобальні поставки мобільних телефонів Android приблизно в 6 разів перевищують мобільні телефони Apple. Очікується, що в майбутньому частка Android в індустрії TWS-навушників значно зросте.
Найважливішим є рішення для зарядки pogo pin:
Ми є виробником і інтегратором рішень.
Shenzhen ZZT Technology Co., Ltd. — це китайська технологічна компанія, яка виробляє високоякісні роз’єми POGO PIN, які об’єднують дизайн, дослідження та розробки, виробництво, гальванічне покриття, складання, пакування та продаж.
Нас оцінили як підприємство 5A в галузі. Пройшов сертифікацію IS09001 і IS014001, отримав понад 28 національних патентів на винаходи та виграв сертифікат «національного високотехнологічного підприємства». Ми накопичили багатий теоретичний і практичний досвід і можемо надати клієнтам повний дизайн і відповідні рішення для розробки.
