في وقت مبكر من 2014-2016 ، أطلقت بعض شركات الصوت الجيل الأول من سماعات الأذن اللاسلكية حقا في السوق ، لكنها واجهت بعض المشاكل في اتصال Bluetooth والميكروفون والبطارية وما إلى ذلك. في عام 2016 ، ألغت Apple رسميا مقبس الصوت 3.5 مم على سلسلة iPhone 7 وأطلقت منتجا جديدا ، Apple AirPods ، والذي يمكن إقرانه بسلاسة مع iPhone و iPad و MacBooks في ثوان ، والاتصال السلس للبلوتوث مذهل. درجة لا تصدق.
بمجرد إطلاق Airpods ، قاد هذا الحل مع تقنية النقل ثنائية القناة وعلبة الشحن السوق بسرعة. لفترة من الوقت ، أصبحت سماعات الرأس الاستريو اللاسلكية الحقيقية (TWS) النوع الأكثر شعبية من سماعات الرأس في السوق. حذت الشركات المصنعة للأندرويد والصوت حذوها ، مثل Sony و Beats و Bose و Jabra و Sennheiser وما إلى ذلك ، وأطلقت جميع منتجاتها ، وتتغير علامات TWS التجارية في السوق مع مرور كل يوم. بعد أكثر من خمس سنوات من التطوير ، أصبحت سماعات الأذن اللاسلكية TWS المنتج الإلكتروني الاستهلاكي الأسرع نموا.
كيف يرتبط TWS+ ب TWS؟
عند الحديث عن TWS ، غالبا ما نسمع مصطلح TWS + ، فما هي الارتباطات والاختلافات بين الاثنين؟
تستخدم TWS تقنية Bluetooth 5.0 الرئيسية والإضافية لنقل الأذن. عند الاتصال ، يجب توصيل سماعة الرأس بالأذن الرئيسية (عادة الأذن اليمنى) أولا ، ثم يتم توصيل الترس الرئيسي والأذن الإضافية ، وبالتالي تتم مقارنة الوقت اللازم للاتصال. طويل. لذلك ، فإن TWS أكثر عرضة للتدخل الخارجي ، واستهلاكها للطاقة مرتفع.
تي دبليو إس +
TWS+ (True Wireless Stereo Plus) هي تقنية خاصة بكوالكوم ، والتي تم تقديمها في معالج Snapdragon 845 الذي قدمته Qualcomm في عام 2017 على هواتف Android. TWS + هو تطور TWS. يمكن توصيل كل من سماعات الأذن مباشرة بمصدر الصوت. كما يوحي الاسم ، يمكن أن تعمل الأذنان اليسرى واليمنى بشكل مستقل. هذا يسمح لكل سماعة بتلقي الإشارة الصوتية المقابلة بأقل قدر من الخسارة ، والاتصال بسرعة وتوفير الطاقة. على الرغم من أن سماعات الرأس المتوافقة مع TWS + توفر جودة صوت أعلى ، إلا أن الميزة تعتمد أيضا على توافق مصدر الصوت.
في فبراير 2018 ، أطلقت كوالكوم تقنية TWS + لتحقيق العمل العادي بين سماعات الرأس TWS باستخدام رقائق Bluetooth Qualcomm QCC5100 / QCC30XX والهواتف المحمولة القائمة على منصات الجوال مثل Snapdragon 845 / 7XX / 855 / 865. باستخدام هذا الحل ، سيكون هناك رابطان مستقلان للاتصال يتم إرسالهما مباشرة إلى القنوات اليسرى واليمنى لتحقيق اتصالات مستقلة. عند تشغيل الموسيقى ، حتى إذا تمت إزالة سماعة أذن واحدة ، فلن تتم مقاطعة الموسيقى.
الوضع الراهن هو أن جميع سماعات الأذن اللاسلكية الحقيقية متوافقة مع TWS ، ولكن ليس جميعها تدعم TWS +.
سوق TWS المزدهر
على الرغم من أن تقنية TWS تستخدم بشكل متزايد في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة التلفزيون ، إلا أن الهواتف الذكية لا تزال جهاز الاقتران الأكثر شعبية ل TWS ، وقد سحبت شركات تصنيع الهواتف الذكية الرئيسية بما في ذلك Apple و Samsung القابس من أحدث إصداراتها. قم بإزالة مقبس الصوت مقاس 3.5 مم.
في الوقت الحاضر ، تطور سوق سماعات الأذن TWS من حصان داكن إلى حصان ذهبي ، ونما حجم السوق والمبيعات بشكل مطرد عاما بعد عام. في استطلاعها العالمي لصوت المستهلك لعام 2020 ، ذكرت كوالكوم أن الاعتماد العالمي على سماعات TWS قد تضاعف تقريبا منذ عام 2019 ، من 23٪ إلى 42٪. ومع ذلك ، يستخدم حوالي 42٪ من المستهلكين سماعات الرأس اللاسلكية لمشاهدة التلفزيون والأفلام ومحتوى الفيديو الآخر. ومن المتوقع أن يستمر هذا الرقم في الارتفاع مع تحسن عمر البطارية بشكل أكبر.
وفقا لتوقعات أبحاث جراند فيو ، سيبلغ حجم سوق سماعات الرأس TWS العالمي حوالي 25.32 مليار دولار أمريكي في عام 2020 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 36.1٪ من عام 2021 إلى عام 2028. مع الطلب المتزايد باستمرار على بث المحتوى إلى جانب التبني السريع لتطبيقات الوسائط الاجتماعية والفيديو القصير ، من المتوقع أن يستمر نمو سوق سماعات الرأس TWS في التسارع في السنوات القليلة المقبلة.
وفقا ل Strategy Analytics ، في عام 2020 ، تجاوز إجمالي المبيعات العالمية لسماعات البلوتوث 300 مليون ، وتجاوزت مبيعات سماعات TWS نصف هذا الرقم إلى 170 مليونا. على وجه التحديد ، يشبه اتجاه تطوير سوق سماعات الرأس TWS العالمي اتجاه سوق الهواتف الذكية قبل 10 سنوات. تقود شركة آبل الصناعة وتحتل بشكل أساسي السوق الراقية ، بينما يخترق Android تدريجيا السوق المنخفضة من خلال استراتيجية منخفضة السعر ، واتجاه معدل اختراقها هناك أيضا أوجه تشابه مع الهواتف الذكية السابقة. تظهر البيانات البحثية من Strategy Analytics أنه مع إطلاق AirPods Pro ، نمت مبيعات Apple AirPods بسرعة من مليون في عام 2016 إلى 15 مليون في عام 2018 ، و 60 مليون مذهلة في عام 2019.
يقدر المحللون في Juniper Research أن Apple باعت ما يقرب من 85 مليون AirPods في عام 2020 ، وهو ما يمثل حوالي 70٪ من إجمالي إيرادات فئة TWS وحصة سوقية تبلغ 55٪ من المنتجات المباعة.
من منظور توزيع العلامة التجارية ، تم تفجير سوق سماعات الرأس TWS لأول مرة من قبل Apple. بعد عدة سنوات من التطوير ، يتمتع منتجها AirPods بحصة سوقية عالية جدا في السوق المتوسطة إلى الراقية. وفقا لبيانات التحليل من Counterpoint ، اعتبارا من الربع الثاني من عام 2020 ، فإن الشركات الثلاث الأولى في سوق TWS هي Apple (35٪) و Xiaomi (10٪) و Samsung (6٪). سوق.
01
واحدة من التقنيات الأساسية ل TWS: بلوتوث 5.0
Bluetooth هي تقنية إرسال لاسلكي تتيح نظريا اتصالات قصيرة المدى بين الأجهزة على بعد 100 متر. في الممارسة العملية ، عند استخدام الأجهزة الصغيرة ، نستخدم عادة مسافة فعالة تبلغ حوالي 10 أمتار. أكبر ميزة في Bluetooth هي أنها تمكن أجهزة الاتصالات المحمولة وأجهزة الكمبيوتر من الاتصال بالشبكة ونقل البيانات والرسائل دون استخدام الكابلات. يمكن القول أن تقنية البلوتوث تعد نقطة تحول رئيسية في تطوير سماعات الرأس، وهي واحدة من أهم التقنيات في TWS.
بالمقارنة مع الجيل السابق من Bluetooth 4.2 ، فإن Bluetooth 5.0 ، الذي صدر في يونيو 2016 ، لديه مسافة إرسال أطول ومعدل إرسال أسرع. مسافة الإرسال الفعالة هي 4 أضعاف مسافة إصدار BLE 4.2 ، ومعدل الإرسال أعلى مرتين من ذلك. تتيح التحسينات الكبيرة التي حققها Bluetooth 5.0 في معدل النقل والكمون العديد من التطبيقات للأجهزة اللاسلكية التي تتطلب المزيد من المعلومات والاستجابة الأسرع. من حيث الاستخدام العملي ، فإن عرض النطاق الترددي العالي للإرسال ل Bluetooth 5.0 يجعل أيضا التحدث ثنائي الاتجاه TWS ممكنا ، كما أن معدل البت الأعلى يجعل تشغيل الصوت أكثر طبيعية.
يمثل Bluetooth 5.2 أحدث تطور في تقنية Bluetooth. في عام 2020 ، أطلقت Bluetooth SIG LE audio ، وهو جيل جديد من معايير تقنية صوت Bluetooth. يعتمد على معيار Bluetooth 5.2 ويعتمد جهاز فك تشفير الصوت "LC3" الجديد بجودة صوت جيدة واستهلاك منخفض للطاقة ، والذي يمكنه ضغط البيانات الصوتية بشكل أكثر كفاءة ونقل المزيد من البيانات على نطاق ترددي أقل دون التضحية بجودة الصوت ، وهو أمر جيد لكل من جودة الصوت وكفاءة الطاقة. التقدم الأكثر توقعا في Bluetooth 5.2 هو إدخال قناة Sync ، وهي تقنية تسمح لنا بتوصيل أجهزة Bluetooth متعددة بمصدر واحد. فقط تخيل مدى الراحة التي ستكون عليها إذا تمكنا من الاتصال بجميع الأجهزة في وقت واحد والتبديل بينها تلقائيا دون الحاجة إلى تغيير الاتصال بينها وبين الهاتف أو الكمبيوتر الشخصي أو التلفزيون يدويا عند استخدام TWS في المنزل.
أدى التطور السريع ل TWS إلى الترقية الصناعية لمصنعي سلسلة التوريد ذوي الصلة. أدت التطورات التكنولوجية في رقاقة التحكم الرئيسية ، وشريحة إدارة الطاقة ، وشريحة استقبال الشحن اللاسلكي ، وبطارية صندوق الشحن ، وبطارية سماعة الأذن ، والتحكم باللمس ، وغيرها من التقنيات إلى تحسين أداء ووظائف سماعات الرأس TWS وجلبت تجربة مستخدم أفضل.
02
التكنولوجيا الأساسية الثانية من TWS: رقاقة التحكم الرئيسية بلوتوث
في TWS ، أهمية شريحة Bluetooth الرئيسية بديهية. تختلف عن الهواتف المحمولة الضخمة نسبيا وسماعات الأذن الأخرى ، فإن متطلبات قابلية الحمل الخاصة ب TWS لها متطلبات أعلى على حجم وتكامل شريحة التحكم الرئيسية. مع إضافة وحدات جديدة مثل الحد من الضوضاء وأجهزة الاستشعار الوظيفية ، يتم وضع متطلبات أعلى على استخدام مساحة التجويف والتكامل العالي للرقاقة. يوفر SoC الرئيسي الذي يعمل بتقنية Bluetooth مع وظائف شاملة وتكامل عال ضمانا قويا ل TWS لتحقيق وظائف مختلفة.
في الوقت الحاضر ، هناك العشرات من الشركات المصنعة في سوق رقائق التحكم الرئيسية TWS ، والسوق ينضج تدريجيا ، والمنافسة بين الشركات المصنعة شرسة. يتم تمثيل السوق الراقية من قبل Apple و Qualcomm و Hengxuan و Broadcom ، ويشمل السوق المتوسط إلى المنخفض Luoda و Realtek و Lanxun. وفقا للإحصاءات غير المكتملة ، اعتبارا من أكتوبر 2020 ، كان هناك أكثر من 22 مصنعا رئيسيا لرقائق Bluetooth في TWS في الصين.
تم تصميم نظام كوالكوم QCC5124 على الشريحة (SoC) لتلبية احتياجات الأجهزة الصغيرة للحصول على تجربة استماع بلوتوث لاسلكية قوية وعالية الجودة مع استهلاك منخفض للطاقة لتشغيل الصوت لفترة أطول. تم تصميم بنية QCC5124 للحصول على أداء عال مع استهلاك منخفض للطاقة. بالمقارنة مع التكنولوجيا السابقة ، يمكن تقليل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 65٪ ، مما يتيح تشغيل الصوت لفترة أطول في جميع أوضاع التشغيل تقريبا.
03
تقنية TWS الأساسية الثالثة: الحد من الضوضاء النشطة
في السنوات الأخيرة ، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لوظيفة الحد من الضوضاء في سماعات TWS من قبل المستهلكين ، وأصبحت تقنية الحد من الضوضاء النشطة (ANC) معيارا لمنتجات سماعات الأذن الراقية. تظهر بيانات أبحاث السوق من كوالكوم أن 71٪ من المستهلكين مهتمون بإلغاء الضوضاء النشط كميزة.
منذ أن أصدرت Apple AirPods Pro ، بدأت سماعات الرأس TWS في تسريع الانتقال إلى TWS + ANC. في الوقت الحاضر ، تعتمد سماعات بلوتوث النشطة للحد من الضوضاء السائدة في السوق حل فصل شريحة Bluetooth وشريحة تقليل الضوضاء النشطة. بالنسبة لسماعات الأذن TWS ذات المساحة الداخلية الضيقة ، لا يستهلك الحل أحادي الشريحة طاقة أقل فحسب ، بل يترك أيضا مساحة أكبر للأجهزة الصوتية ووحدات البطارية. لذلك ، ستصبح هذه البنية أيضا اتجاه تطوير سماعات TWS. بالطبع ، بالإضافة إلى شريحة الحد من الضوضاء النشطة ، يرتبط تأثير تقليل الضوضاء لسماعات الرأس TWS أيضا بتصميم تجويف سماعة الرأس ، ويحتاج مصنع الرقائق إلى العمل بشكل وثيق مع الشركات المصنعة ل OEM / ODM.
DA7401 من Dialog هو برنامج ترميز ANC أحادي عالي الأداء مصمم لسماعات الرأس TWS والأجهزة الذكية التي ترتديها الأذن. يحتوي على نطاق ديناميكي للتشغيل 115 ديسيبل ، ونطاق ديناميكي لتسجيل 103 ديسيبل ، و ANC هجين ، وبنية ساعة مرنة.
DA7402 هو برنامج ترميز ستيريو عالي الدقة عالي الأداء ومنخفض الطاقة للغاية يستخدم تقنية ANC الرقمية الهجينة المخصصة من Dialog لتوفير رفض أقوى للضوضاء المحيطة في نطاق تردد أوسع ، مما يجعله صوتا في أي بيئة. للحصول على أفضل تجربة للمستخدم. يدمج DA7402 معالج صوت يوفر أداء صوتيا ممتازا ، بما في ذلك نطاق تشغيل ديناميكي يبلغ 115 ديسيبل ومعدل أخذ عينات يبلغ 384 كيلو هرتز. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر عرض النطاق الترددي للصوت 40 كيلو هرتز لدعم الصوت عالي الدقة.
يعد DA7402 واحدا من أصغر برامج الترميز الرقمية النشطة لإلغاء الضوضاء في السوق اليوم ، حيث يستهلك نصف قوة حلول الرقائق الرائدة اليوم ويضاعف الأداء الصوتي ، مما يجعله مثاليا لسماعات الرأس الرياضية والأجهزة الذكية التي ترتديها الأذن وسماعات الرأس TWS والمزيد.
04
تقنية TWS الأساسية أربعة: ميكروفون MEMS
تتطلب العديد من وظائف سماعات الرأس TWS أجهزة استشعار مقابلة لتوفير دعم الأجهزة. في الوقت الحاضر ، تشمل وحدات الاستشعار الرئيسية لسماعات الأذن TWS مكبرات صوت لتشغيل الموسيقى ، وميكروفونات MEMS للحد من الضوضاء النشطة والاتصالات ، وأجهزة استشعار بصرية للكشف داخل الأذن ، وأجهزة استشعار بصمة صوت العظام للحد من ضوضاء الاتصالات ، وأجهزة استشعار 360 سداسية المحاور للصوت المحيطي ، إلخ.
في سماعة الرأس TWS ، تم استخدام الميكروفون السابق بشكل أساسي لوظيفة المكالمة الصوتية. مع تطبيق تقنية الحد من الضوضاء ANC في سماعات TWS ، لتحقيق تأثير أفضل للحد من الضوضاء ، تم استخدام حلول التعاون متعددة الميكروفونات على نطاق واسع ، كما أن متطلبات أداء الميكروفونات تزداد ارتفاعا وارتفاعا. رقائق السيليكون MEMS لديها مزايا صغر الحجم والاستقرار القوي. نظرا لأن إضافة وظيفة تقليل الضوضاء تضع متطلبات أعلى على أداء الميكروفون ، فقد أصبحت ميكروفونات MEMS الخيار الأول لمنتجات سماعات الرأس TWS.
يتميز ميكروفون MEMS عالي الأداء T5837/38 PDM من TDK بنقطة تحميل زائد صوتية عالية (AOP) تبلغ 133 ديسيبل SPL ، ونسبة إشارة إلى ضوضاء عالية تبلغ 68 ديسيبل ، ونطاق ديناميكي واسع ، مما يجعله مثاليا للتطبيقات التي تتراوح من هادئة جدا إلى صاخبة للغاية ، مثل مكبرات الصوت الذكية الميدانية إلى التقاطات الصوتية لتطبيقات ANC TWS. يمكن أن يوفر ميكروفون T5848 SmartSound I2S MEMS نقطة تحميل زائد صوتية عالية تبلغ 133 ديسيبل SPL ، ونسبة إشارة إلى ضوضاء عالية تبلغ 68 ديسيبل ، ونطاق ديناميكي واسع ، مناسب للتطبيقات التي تتطلب أداء صوتيا عاليا في البيئات الديناميكية والصاخبة.
05
تقنية TWS الأساسية الخامسة: رقاقة إدارة الطاقة
تستخدم شريحة إدارة الطاقة بشكل أساسي لشحن وتفريغ سماعات الأذن TWS ، بالإضافة إلى الشحن الزائد للبطارية في الوقت الفعلي ، والتفريغ الزائد ، ومراقبة التيار الزائد ، ودرجة الحرارة الزائدة وحماية الدائرة القصيرة أثناء عملية الشحن والتفريغ. على الرغم من أن طاقة الشحن والتفريغ لشريحة إدارة الطاقة صغيرة نسبيا مقارنة بالأجهزة التقليدية ، إلا أنه بالنسبة لسماعات الأذن TWS ذات متطلبات قابلية الحمل العالية ، فهي ضرورية للسلامة وانخفاض استهلاك الطاقة والجهد العالي للتحمل والتكامل العالي والكفاءة العالية. المتطلبات مرتفعة نسبيا.
تعد MAX77650/MAX77651 شرائح إدارة طاقة (PMICs) فائقة التكامل ومنخفضة الطاقة للغاية (PMICs) مثالية للتطبيقات القابلة للارتداء منخفضة الطاقة والمقيدة الحجم مثل TWS حيث يكون الحجم والكفاءة أمرين حاسمين. تحتوي كلتا الشريحتين على منظم SIMO باك بوست الذي يوفر ثلاثة قضبان طاقة قابلة للبرمجة بشكل مستقل.
بالإضافة إلى ذلك ، يوفر LDO 150mA رفضا مضاعفا للصوت بالإضافة إلى التطبيقات الحساسة للضوضاء. يدعم الشاحن الخطي القابل للتكوين بدرجة عالية قدرات بطارية ليثيوم أيون المختلفة ويتضمن مراقبة درجة حرارة البطارية لزيادة السلامة (JEITA). يمكن لمضاعفات الإرسال التناظرية في MAX77650/MAX77651 تبديل العديد من الفولتية الداخلية والإشارات الحالية إلى عقد خارجية للمراقبة باستخدام ADC خارجي. تتوفر واجهة I2C ثنائية الاتجاه لتكوين حالة عمل الجهاز والتحقق منها.
خاتمه
تعد سماعات الرأس TWS جزءا لا يتجزأ من صناعة الأجهزة الصوتية الذكية وسوقا ناشئة. تتوقع Yole Développement أن تتجاوز الشحنات السنوية من سماعات الرأس TWS والمعينات السمعية والساعات الذكية ومكبرات الصوت الذكية 1.3 مليار وحدة بحلول عام 2026 ، وسيصبح الصوت عالي الجودة أمرا ضروريا للعديد من التطبيقات مثل الألعاب وتجارب AR / VR والمؤثرات الصوتية ثلاثية الأبعاد. وظيفة النسخ الاحتياطي. تتمتع الهواتف الذكية وسماعات الأذن بدرجة عالية جدا من الملاءمة البيئية. في الوقت الحاضر ، تبلغ الشحنة العالمية للهواتف المحمولة التي تعمل بنظام Android حوالي 6 أضعاف شحنات هواتف Apple المحمولة. من المتوقع أن تزداد حصة Android في صناعة سماعات الأذن TWS بشكل كبير في المستقبل.
الشيء الأكثر أهمية هو حل شحن دبوس بوجو:
نحن تصنيع دبوس بوجو وتكامل الحلول.
شنتشن ZZT التكنولوجيا المحدودة هي شركة التكنولوجيا الصينية التي تنتج عالية الجودة POGO PIN موصلات التي تدمج التصميم والبحث والتطوير والتصنيع والطلاء الكهربائي والتجميع والتعبئة والتغليف والمبيعات.
لقد تم تصنيفنا كمؤسسة 5A في هذه الصناعة. اجتاز شهادات IS09001 و IS014001 ، وحصل على أكثر من 28 براءة اختراع وطنية ، وفاز بشهادة "المؤسسة الوطنية للتكنولوجيا الفائقة". لقد تراكمت لدينا ثروة من الخبرة النظرية والعملية ويمكننا تزويد العملاء بتصميم كامل وحلول تطوير مناسبة.
