Еще в 2014-2016 некоторые аудиокомпании выпустили на рынок первое поколение действительно беспроводных наушников, но у них были некоторые проблемы с Bluetooth-соединением, микрофоном, аккумулятором и т. д. В 2016 году Apple официально отказалась от 3,5-мм аудиоразъема. на серии iPhone 7 и выпустила новый продукт Apple AirPods, который можно легко подключить к iPhone, iPad и MacBook за считанные секунды, а бесшовное соединение Bluetooth просто потрясающе. Невероятная степень.
Как только Airpods были запущены, это решение с технологией двухканальной передачи и чехлом для зарядки быстро заняло лидирующие позиции на рынке. На какое-то время True Wireless Stereo Headphones (TWS) стали самым популярным типом наушников на рынке. Их примеру последовали производители Android и аудио, такие как Sony, Beats, Bose, Jabra, Sennheiser и т. д., и все они выпустили свои продукты, а бренды TWS на рынке меняются с каждым днем. После более чем пяти лет разработки беспроводные наушники TWS стали самым быстрорастущим продуктом бытовой электроники.
Как TWS plus связан с TWS?
Когда мы говорим о TWS, мы часто слышим термин TWS плюс, так как же они связаны и чем отличаются друг от друга?
TWS использует технологию Bluetooth 5.0 для основной и вспомогательной передачи через ухо. При подключении гарнитура сначала должна быть подключена к основному уху (обычно к правому уху), а затем подключается основное устройство и вспомогательное ухо, поэтому время, необходимое для подключения, сравнивается. длинная. Поэтому TWS более подвержен внешним помехам, и его энергопотребление велико.
ТВС плюс
TWS plus (True Wireless Stereo Plus) — это запатентованная технология Qualcomm, которая была представлена в процессоре Snapdragon 845, представленном Qualcomm в 2017 году на телефонах Android. TWS plus — это эволюция TWS. Оба его наушника могут быть напрямую подключены к источнику звука. Как следует из названия, левое и правое ухо могут работать независимо. Это позволяет каждому наушнику принимать соответствующий аудиосигнал с минимальными потерями, быстро подключаться и экономить энергию. Хотя наушники, совместимые с TWS plus, обеспечивают более высокое качество звука, эта функция также зависит от совместимости источника звука.
В феврале 2018 года Qualcomm запустила технологию TWS plus для обеспечения нормальной работы между гарнитурами TWS, использующими Bluetooth-чипы Qualcomm QCC5100/QCC30XX, и мобильными телефонами на базе мобильных платформ, таких как Snapdragon 845/7XX/855/865. При использовании этого решения будут две независимые линии связи, которые напрямую передаются на левый и правый каналы для достижения независимых соединений. При воспроизведении музыки, даже если снять один наушник, музыка не прерывается.
Текущий статус-кво таков, что все настоящие беспроводные наушники совместимы с TWS, но не все из них поддерживают TWS plus.
Быстрорастущий рынок TWS
Хотя технология TWS все чаще используется в ноутбуках, планшетах и телевизорах, смартфоны по-прежнему остаются самым популярным устройством сопряжения для TWS, и крупные производители смартфонов, включая Apple и Samsung, отказались от своих последних выпусков. Удалите аудиоразъем 3,5 мм.
В настоящее время рынок наушников TWS превратился из темной лошадки в золотую лошадку, а рынок и объем продаж неуклонно растут из года в год. В своем глобальном опросе потребителей аудио за 2020 год Qualcomm отметила, что глобальное внедрение гарнитур TWS почти удвоилось с 2019 года, с 23 до 42 процентов. При этом около 42% потребителей используют беспроводные наушники для просмотра ТВ, фильмов и другого видеоконтента. Ожидается, что это число будет продолжать расти по мере дальнейшего увеличения срока службы батареи.
Согласно прогнозу исследования grand view, размер мирового рынка гарнитур TWS в 2020 году составит примерно 25,32 миллиарда долларов США, и ожидается, что среднегодовой темп роста в 36,1 процента с 2021 по 2028 год. С постоянно растущим спросом на потоковый контент в сочетании с быстрое внедрение социальных сетей и приложений для коротких видео, ожидается, что рост рынка гарнитур TWS продолжит ускоряться в ближайшие несколько лет.
По данным Strategy Analytics, в 2020 году общие мировые продажи гарнитур Bluetooth превысили 300 миллионов, а продажи гарнитур TWS превысили половину этой цифры до 170 миллионов. В частности, тенденция развития мирового рынка гарнитур TWS аналогична тенденции развития рынка смартфонов 10 лет назад. Apple лидирует в отрасли и в основном занимает рынок высокого класса, в то время как Android постепенно проникает на рынок низкого уровня за счет стратегии низкой цены, и тенденция его проникновения также имеет сходство с предыдущими смартфонами. Данные исследования Strategy Analytics показывают, что с запуском AirPods Pro продажи Apple AirPods быстро выросли с 1 миллиона в 2016 году до 15 миллионов в 2018 году и до ошеломляющих 60 миллионов в 2019 году.
По оценкам аналитиков Juniper Research, в 2020 году Apple продала почти 85 миллионов AirPods, что составляет около 70 процентов от общего дохода категории TWS и 55 процентов доли рынка проданных продуктов.
С точки зрения распространения бренда, рынок гарнитур TWS первым взорвал Apple. После нескольких лет разработки его продукт AirPods занял очень большую долю рынка среднего и высокого класса. Согласно данным анализа от Counterpoint, по состоянию на второй квартал 2020 года в тройку лидеров рынка TWS входят Apple (35 процентов), Xiaomi (10 процентов) и Samsung (6 процентов). рынок.
01
Одна из основных технологий TWS: Bluetooth 5.0
Bluetooth — это технология беспроводной передачи, которая теоретически обеспечивает связь между устройствами на небольшом расстоянии в пределах 100 метров. На практике при использовании небольших устройств мы обычно используем эффективное расстояние около 10 метров. Самая большая особенность Bluetooth заключается в том, что он позволяет мобильным устройствам связи и компьютерам объединяться в сеть и передавать данные и сообщения без использования кабелей. Можно сказать, что технология Bluetooth — это важный поворотный момент в развитии наушников и одна из самых важных технологий в TWS.
По сравнению с предыдущим поколением Bluetooth 4.2, Bluetooth 5.0, выпущенный 2 июня{{10}}16, имеет большее расстояние передачи и более высокую скорость передачи. Эффективное расстояние передачи в 4 раза больше, чем у версии BLE 4.2, а скорость передачи выше в 2 раза. Значительная оптимизация скорости передачи и задержки Bluetooth 5.0 позволяет использовать множество приложений для беспроводных устройств, которым требуется больше информации и более быстрый отклик. С точки зрения практического использования, высокая пропускная способность Bluetooth 5.0 также делает возможным двусторонний разговор TWS, а более высокая скорость передачи данных делает воспроизведение звука более естественным.
Bluetooth 5.2 представляет собой последнюю разработку в технологии Bluetooth. В 2020 году Bluetooth SIG запустила LE audio, новое поколение стандартов аудиотехнологии Bluetooth. Он основан на стандарте Bluetooth 5.2 и использует новый аудиодекодер «LC3» с хорошим качеством звука и низким энергопотреблением, который может более эффективно сжимать аудиоданные и передавать больше данных с более низкой пропускной способностью без ущерба для качества звука, что хорошо для обоих. качество звука и энергоэффективность. Наиболее ожидаемым достижением в Bluetooth 5.2 является внедрение Sync Channel, технологии, которая позволяет нам подключать несколько устройств Bluetooth к одному источнику. Только представьте, как было бы удобно, если бы мы могли подключаться ко всем устройствам сразу и автоматически переключаться между ними без необходимости вручную менять соединение между ним и телефоном, ПК или телевизором при использовании TWS дома.
Быстрое развитие TWS привело к промышленной модернизации соответствующих производителей цепочки поставок. Технологические достижения в основном чипе управления, чипе управления питанием, чипе приемника беспроводной зарядки, аккумуляторе зарядного устройства, аккумуляторе наушников, сенсорном управлении и других технологиях улучшили производительность и функции наушников TWS и обеспечили лучший пользовательский опыт.
02
Вторая основная технология TWS: основной чип управления Bluetooth
В TWS важность мастер-чипа Bluetooth очевидна. В отличие от относительно громоздких мобильных телефонов и других наушников, требования к портативности TWS предъявляют более высокие требования к размеру и интеграции основного чипа управления. С добавлением новых модулей, таких как шумоподавление и функциональные датчики, предъявляются более высокие требования к использованию пространства полости и высокой степени интеграции чипа. Ведущая SoC Bluetooth с широким набором функций и высокой интеграцией дает TWS надежную гарантию реализации различных функций.
В настоящее время на рынке основных микросхем управления TWS действуют десятки производителей, рынок постепенно созревает, и конкуренция между производителями является жесткой. Рынок high-end представлен Apple, Qualcomm, Hengxuan и Broadcom, а рынок среднего и бюджетного уровня включает Luoda, Realtek и Lanxun. Согласно неполным статистическим данным, по состоянию на октябрь 2020 года в Китае насчитывалось более 22 основных производителей чипов Bluetooth TWS.
Система-на-кристалле (SoC) Qualcomm QCC5124 предназначена для удовлетворения потребностей небольших устройств в надежном, высококачественном беспроводном прослушивании через Bluetooth с низким энергопотреблением для более длительного воспроизведения звука. Архитектура QCC5124 предназначена для обеспечения высокой производительности при низком энергопотреблении. По сравнению с предыдущей технологией энергопотребление может быть снижено на 65 процентов, что обеспечивает более продолжительное воспроизведение звука практически во всех режимах работы.
03
Третья основная технология TWS: активное шумоподавление
В последние годы потребители уделяют все больше внимания функции шумоподавления наушников TWS, а технология активного шумоподавления (ANC) стала стандартом для высококачественных наушников. Данные исследования рынка Qualcomm показывают, что 71 процент потребителей заинтересованы в активном шумоподавлении как в функции.
С тех пор, как Apple выпустила AirPods Pro, наушники TWS начали ускорять переход на TWS плюс ANC. В настоящее время все основные гарнитуры Bluetooth с активным шумоподавлением на рынке используют решение, состоящее в разделении чипа Bluetooth и чипа активного шумоподавления. Для наушников TWS с тесным внутренним пространством однокристальное решение не только потребляет меньше энергии, но и оставляет больше места для акустических устройств и аккумуляторных модулей. Следовательно, эта архитектура также станет тенденцией развития наушников TWS. Конечно, в дополнение к чипу активного шумоподавления эффект шумоподавления наушников TWS также связан с конструкцией полости для наушников, и фабрика по производству чипов должна тесно сотрудничать с производителями OEM/ODM.
DA7401 от Dialog — это высокопроизводительный монофонический кодек ANC, разработанный для наушников TWS и смарт-наушников. Он имеет динамический диапазон воспроизведения 115 дБ, динамический диапазон записи 103 дБ, гибридный ANC и гибкую архитектуру часов.
DA7402 — это высокопроизводительный стереофонический кодек высокой четкости со сверхнизким энергопотреблением, в котором используется специальная цифровая гибридная технология ANC от Dialog, обеспечивающая более сильное подавление окружающего шума в более широком диапазоне частот, благодаря чему звук звучит в любой среде. для лучшего пользовательского опыта. В DA7402 встроен аудиопроцессор, который обеспечивает превосходное качество звука, включая динамический диапазон воспроизведения 115 дБ и частоту дискретизации 384 кГц. Кроме того, он обеспечивает полосу пропускания звука 40 кГц для поддержки звука высокого разрешения.
DA7402 — один из самых компактных цифровых кодеков с активным шумоподавлением на современном рынке, который потребляет вдвое меньше энергии, чем современные чип-решения, и удваивает качество звука, что делает его идеальным для спортивных наушников, смарт-наушников, наушников TWS и многого другого. .
04
Четвертая основная технология TWS: микрофон MEMS
Для многих функций гарнитур TWS требуются соответствующие датчики для аппаратной поддержки. В настоящее время основные сенсорные блоки наушников TWS включают в себя динамики для воспроизведения музыки, микрофоны MEMS для активного шумоподавления и связи, оптические датчики для обнаружения в ушах, датчики костного голосового отпечатка для снижения шума при общении и шестиосевые датчики 360 для объемного звука. , так далее.
В гарнитуре TWS предыдущий микрофон в основном использовался для функции голосового вызова. С применением технологии шумоподавления ANC в наушниках TWS для достижения лучшего эффекта шумоподавления широко используются решения для совместной работы с несколькими микрофонами, и требования к производительности микрофонов также становятся все выше и выше. Кремниевые чипы MEMS имеют преимущества небольшого размера и высокой стабильности. Поскольку добавление функции шумоподавления предъявляет более высокие требования к характеристикам микрофона, микрофоны MEMS стали первым выбором для гарнитур TWS.
Высокопроизводительный MEMS-микрофон T5837/38 PDM от TDK отличается высокой точкой акустической перегрузки (AOP) 133 дБ SPL, высоким отношением сигнал/шум 68 дБА и широким динамическим диапазоном, что делает его идеальным для применений в диапазоне от очень тихих до очень шумные, например, от интеллектуальных динамиков Field до звукоснимателей для приложений ANC TWS. Микрофон T5848 SmartSound I2S MEMS может обеспечить высокую точку акустической перегрузки 133 дБ SPL, высокое отношение сигнал/шум 68 дБА и широкий динамический диапазон, подходящий для приложений, требующих высоких акустических характеристик в динамичной и шумной среде.
05
Пятая базовая технология TWS: чип управления питанием
Чип управления питанием в основном используется для зарядки и разрядки наушников TWS, а также для мониторинга перезарядки, переразрядки, перегрузки по току и перегрева в режиме реального времени и защиты от короткого замыкания в процессе зарядки и разрядки. Хотя мощность зарядки и разрядки чипа управления питанием относительно невелика по сравнению с традиционными устройствами, для наушников TWS с высокими требованиями к портативности это необходимо для безопасности, низкого энергопотребления, высокого выдерживаемого напряжения, высокой интеграции и высокой эффективности. Требования относительно высокие.
MAX77650/MAX77651 — это высокоинтегрированные микросхемы управления питанием (PMIC) со сверхнизким энергопотреблением, идеально подходящие для маломощных носимых приложений ограниченного размера, таких как TWS, где размер и эффективность имеют решающее значение. Оба чипа содержат повышающе-понижающий стабилизатор SIMO, который обеспечивает три независимо программируемых шины питания.
Кроме того, LDO на 150 мА обеспечивает подавление пульсаций для аудио, а также приложений, чувствительных к шуму. Линейное зарядное устройство с широкими возможностями настройки поддерживает различные емкости литий-ионных аккумуляторов и включает функцию контроля температуры аккумулятора для повышения безопасности (JEITA). Аналоговые мультиплексоры в MAX77650/MAX77651 могут переключать несколько внутренних сигналов напряжения и тока на внешние узлы для контроля с помощью внешнего АЦП. Двунаправленный интерфейс I2C доступен для настройки и проверки рабочего состояния устройства.
Эпилог
Наушники TWS являются неотъемлемой частью индустрии интеллектуальных аудиоустройств и зарождающегося рынка. Yole Développement прогнозирует, что к 2026 году ежегодные поставки гарнитур TWS, слуховых аппаратов, умных часов и умных динамиков превысят 1,3 миллиарда единиц, а высококачественный звук станет обязательным для многих приложений, таких как игры, AR/VR и 3D-звук. последствия. функция резервного копирования. Смартфоны и наушники имеют очень высокую степень экологичности. В настоящее время глобальные поставки мобильных телефонов Android примерно в 6 раз превышают продажи мобильных телефонов Apple. Ожидается, что в будущем доля Android в индустрии наушников TWS значительно возрастет.
Самое главное — это зарядное устройство с пого-пином:
Мы являемся производителем пого-пинов и интегратором решений.
Shenzhen ZZT Technology Co., Ltd. — китайская технологическая компания, производящая высококачественные штыревые соединители POGO, которые объединяют проектирование, исследования и разработки, производство, гальваническое покрытие, сборку, упаковку и продажи.
Мы были оценены как предприятие 5A в отрасли. Прошла сертификацию IS09001 и IS014001, получила более 28 национальных патентов на изобретения и получила сертификат «национального высокотехнологичного предприятия». Мы накопили богатый теоретический и практический опыт и можем предоставить клиентам полный дизайн и подходящие решения для разработки.
