Już 2014-2016 niektóre firmy audio wprowadziły na rynek pierwszą generację prawdziwie bezprzewodowych słuchawek dousznych, ale miały pewne problemy z połączeniem Bluetooth, mikrofonem, baterią itp. W 2016 r. Apple oficjalnie anulowało gniazdo audio 3,5 mm na serii iPhone 7 i wprowadził nowy produkt, Apple AirPods, który można płynnie sparować z iPhonem, iPadem i MacBookami w kilka sekund, a bezproblemowe połączenie Bluetooth jest niesamowite. Niesamowity stopień.
Gdy tylko Airpods został wprowadzony na rynek, to rozwiązanie z technologią transferu dwukanałowego i etui ładującym szybko stało się liderem na rynku. Przez pewien czas True Wireless Stereo Headphones (TWS) stały się najpopularniejszym typem słuchawek na rynku. W ich ślady poszli producenci Androida i audio, tacy jak Sony, Beats, Bose, Jabra, Sennheiser itp., którzy wprowadzali na rynek swoje produkty, a marki TWS na rynku zmieniają się z każdym dniem. Po ponad pięciu latach rozwoju, bezprzewodowe słuchawki TWS stały się najszybciej rozwijającym się produktem elektroniki użytkowej.
W jaki sposób TWS plus jest powiązany z TWS?
Mówiąc o TWS, często słyszymy określenie TWS plus , więc jakie są korelacje i różnice między nimi?
TWS wykorzystuje technologię transmisji do ucha głównego i pomocniczego Bluetooth 5.0. Podczas podłączania zestaw słuchawkowy musi być najpierw podłączony do ucha głównego (zwykle prawego), a następnie do głównego sprzętu i ucha pomocniczego, więc porównywany jest czas potrzebny na połączenie. długie. Dlatego TWS jest bardziej podatny na zakłócenia zewnętrzne, a jego zużycie energii jest wysokie.
TWS plus
TWS plus (True Wireless Stereo Plus) to zastrzeżona technologia Qualcomm, która została wprowadzona w procesorze Snapdragon 845 wprowadzonym przez Qualcomm w 2017 roku na telefonach z systemem Android. TWS plus to ewolucja TWS. Obie słuchawki można podłączyć bezpośrednio do źródła dźwięku. Jak sama nazwa wskazuje, lewe i prawe ucho mogą pracować niezależnie. Dzięki temu każda słuchawka może odbierać odpowiedni sygnał audio z minimalną stratą, łącząc się szybko i oszczędzając energię. Chociaż słuchawki kompatybilne z TWS plus oferują wyższą jakość dźwięku, funkcja ta zależy również od kompatybilnego źródła dźwięku.
W lutym 2018 r. Qualcomm wprowadził technologię TWS plus, aby zapewnić normalną pracę między zestawami słuchawkowymi TWS wykorzystującymi chipy Bluetooth Qualcomm QCC5100/QCC30XX i telefonami komórkowymi opartymi na platformach mobilnych, takich jak Snapdragon 845/7XX/855/865. Dzięki zastosowaniu tego rozwiązania powstaną dwa niezależne łącza komunikacyjne, które są bezpośrednio transmitowane do kanału lewego i prawego, aby uzyskać niezależne połączenia. Podczas odtwarzania muzyki, nawet po wyjęciu jednej słuchawki, muzyka nie zostanie przerwana.
Obecny status quo jest taki, że wszystkie prawdziwe słuchawki bezprzewodowe są kompatybilne z TWS, ale nie wszystkie obsługują TWS plus.
Rozwijający się rynek TWS
Chociaż technologia TWS jest coraz częściej stosowana w laptopach, tabletach i telewizorach, smartfony są nadal najpopularniejszym urządzeniem do parowania dla TWS, a główni producenci smartfonów, w tym Apple i Samsung, wyciągnęli wtyczkę ze swoich najnowszych wersji. Wyjmij gniazdo audio 3,5 mm.
Obecnie rynek słuchawek TWS rozwinął się od ciemnego konia do złotego konia, a rynek i wielkość sprzedaży stale rosły z roku na rok. W swojej globalnej ankiecie dotyczącej dźwięku konsumenckiego w 2020 r. Qualcomm wspomniał, że globalna adopcja zestawów słuchawkowych TWS prawie się podwoiła od 2019 r., z 23 procent do 42 procent. To powiedziawszy, około 42 procent konsumentów używa słuchawek bezprzewodowych do oglądania telewizji, filmów i innych treści wideo. Oczekuje się, że liczba ta będzie nadal rosła wraz z dalszą poprawą żywotności baterii.
Zgodnie z prognozą badań Grand View, globalny rynek zestawów słuchawkowych TWS wyniesie około 25,32 miliarda USD w 2020 roku i oczekuje się, że wzrośnie o 36,1 procent CAGR od 2021 do 2028 roku. W związku z szybkim przyjęciem mediów społecznościowych i krótkich aplikacji wideo oczekuje się, że rozwój rynku zestawów słuchawkowych TWS będzie nadal przyspieszał w ciągu najbliższych kilku lat.
Według Strategy Analytics w 2020 r. całkowita globalna sprzedaż zestawów słuchawkowych Bluetooth przekroczyła 300 milionów, a sprzedaż zestawów słuchawkowych TWS przekroczyła połowę tej liczby do 170 milionów. W szczególności trend rozwoju globalnego rynku zestawów słuchawkowych TWS jest podobny do trendu na rynku smartfonów 10 lat temu. Apple jest liderem w branży i zajmuje głównie rynek high-end, podczas gdy Android stopniowo penetruje rynek low-end poprzez strategię niskich cen, a jego trend wskaźnika penetracji Istnieją również podobieństwa do poprzednich smartfonów. Dane badawcze przeprowadzone przez Strategy Analytics pokazują, że wraz z wprowadzeniem AirPods Pro, sprzedaż Apple AirPods gwałtownie wzrosła z 1 miliona w 2016 roku do 15 milionów w 2018 roku i oszałamiających 60 milionów w 2019 roku.
Analitycy z Juniper Research szacują, że Apple sprzedało prawie 85 milionów AirPods w 2020 roku, co stanowi około 70 procent całkowitych przychodów kategorii TWS i 55 procent udziału w rynku sprzedanych produktów.
Z punktu widzenia dystrybucji marki, rynek słuchawek TWS został po raz pierwszy zdetonowany przez Apple. Po kilku latach rozwoju, jego produkt AirPods ma bardzo wysoki udział w rynku średniej i wysokiej klasy. Według danych analitycznych Counterpoint, według stanu na drugi kwartał 2020 r., trzy najlepsze firmy na rynku TWS to Apple (35 proc.), Xiaomi (10 proc.) i Samsung (6 proc.). rynek.
01
Jedna z podstawowych technologii TWS: Bluetooth 5.0
Bluetooth to technologia transmisji bezprzewodowej, która teoretycznie umożliwia połączenia na krótkich dystansach między urządzeniami w promieniu 100 metrów. W praktyce, przy użyciu małych urządzeń, zwykle używamy efektywnej odległości około 10 metrów. Największą cechą technologii Bluetooth jest to, że umożliwia ona urządzeniom komunikacji mobilnej i komputerom łączenie się w sieci oraz przesyłanie danych i wiadomości bez użycia kabli. Można powiedzieć, że technologia Bluetooth jest głównym punktem zwrotnym w rozwoju słuchawek i jest jedną z najważniejszych technologii w TWS.
W porównaniu z poprzednią generacją Bluetooth 4.2, Bluetooth 5.0, który pojawił się 2 czerwca {{10}16, ma większą odległość transmisji i większą szybkość transmisji. Efektywna odległość transmisji jest 4 razy większa niż w wersji BLE 4.2, a szybkość transmisji jest 2 razy większa. Znacząca optymalizacja prędkości transferu i opóźnień Bluetooth 5.0 umożliwia wiele aplikacji dla urządzeń bezprzewodowych, które wymagają większej ilości informacji i szybszej reakcji. Pod względem praktycznym wysoka przepustowość transmisji Bluetooth 5.0 umożliwia również dwukierunkową rozmowę TWS, a wyższa przepływność sprawia, że odtwarzanie dźwięku jest bardziej naturalne.
Bluetooth 5.2 reprezentuje najnowsze osiągnięcie w technologii Bluetooth. W 2020 roku Bluetooth SIG wprowadził LE audio, nową generację standardów technologii audio Bluetooth. Opiera się na standardzie Bluetooth 5.2 i przyjmuje nowy dekoder audio „LC3” o dobrej jakości dźwięku i niskim zużyciu energii, który może wydajniej kompresować dane audio i przesyłać więcej danych przy niższej przepustowości bez poświęcania jakości dźwięku, co jest dobre dla obu jakość dźwięku i wydajność energetyczna. Najbardziej oczekiwanym postępem w Bluetooth 5.2 jest wprowadzenie Sync Channel, technologii, która pozwala nam podłączyć wiele urządzeń Bluetooth do jednego źródła. Wyobraź sobie, jak wygodnie byłoby, gdybyśmy mogli połączyć się ze wszystkimi urządzeniami jednocześnie i automatycznie przełączać się między nimi bez konieczności ręcznej zmiany połączenia między nimi a telefonem, komputerem lub telewizorem podczas korzystania z TWS w domu.
Szybki rozwój TWS doprowadził do modernizacji przemysłowej odpowiednich producentów łańcucha dostaw. Postęp technologiczny w głównym układzie sterującym, układzie zarządzania energią, układzie odbiornika ładowania bezprzewodowego, akumulatorze skrzynki ładującej, akumulatorze dousznym, sterowaniu dotykowym i innych technologiach poprawił wydajność i funkcje słuchawek TWS i przyniósł lepsze wrażenia użytkownika.
02
Druga podstawowa technologia TWS: główny układ sterujący Bluetooth
W TWS znaczenie głównego układu Bluetooth jest oczywiste. W odróżnieniu od stosunkowo nieporęcznych telefonów komórkowych i innych słuchawek, wymagania TWS dotyczące przenoszenia mają wyższe wymagania dotyczące rozmiaru i integracji głównego układu sterującego. Dzięki dodaniu nowych modułów, takich jak redukcja szumów i czujniki funkcjonalne, stawiane są wyższe wymagania dotyczące wykorzystania przestrzeni wnęki i wysokiej integracji chipa. Master SoC Bluetooth z kompleksowymi funkcjami i wysoką integracją zapewnia silną gwarancję dla TWS na realizację różnych funkcji.
Obecnie na rynku głównych układów sterujących TWS jest kilkudziesięciu producentów, rynek stopniowo dojrzewa, a konkurencja wśród producentów jest zacięta. Rynek high-end jest reprezentowany przez Apple, Qualcomm, Hengxuan i Broadcom, a rynek średniej i niskiej klasy obejmuje Luoda, Realtek i Lanxun. Według niepełnych statystyk, według stanu na październik 2020 r. w Chinach było ponad 22 producentów układów TWS master Bluetooth.
System-on-chip (SoC) Qualcomm QCC5124 został zaprojektowany z myślą o potrzebach małych urządzeń, aby zapewnić solidne, wysokiej jakości bezprzewodowe wrażenia słuchowe Bluetooth przy niskim zużyciu energii, co zapewnia dłuższe odtwarzanie dźwięku. Architektura QCC5124 została zaprojektowana z myślą o wysokiej wydajności przy niskim zużyciu energii. W porównaniu do poprzedniej technologii zużycie energii można zmniejszyć nawet o 65 procent, umożliwiając dłuższe odtwarzanie dźwięku w prawie wszystkich trybach pracy.
03
Technologia rdzenia TWS trzecia: aktywna redukcja szumów
W ostatnich latach konsumenci coraz częściej zwracają uwagę na funkcję redukcji szumów w słuchawkach TWS, a technologia aktywnej redukcji szumów (ANC) stała się standardem wysokiej klasy produktów słuchawkowych. Dane z badań rynku przeprowadzone przez firmę Qualcomm pokazują, że 71 procent konsumentów jest zainteresowanych aktywną redukcją hałasu jako funkcją.
Odkąd Apple wypuściło AirPods Pro, słuchawki TWS zaczęły przyspieszać przejście na TWS plus ANC. Obecnie popularne na rynku zestawy słuchawkowe Bluetooth z aktywną redukcją szumów przyjmują rozwiązanie polegające na separacji układu Bluetooth i układu aktywnej redukcji szumów. W przypadku słuchawek TWS z ciasną przestrzenią wewnętrzną rozwiązanie jednoukładowe nie tylko zużywa mniej energii, ale także pozostawia więcej miejsca na urządzenia akustyczne i moduły baterii. Dlatego ta architektura stanie się również trendem rozwojowym słuchawek TWS. Oczywiście, oprócz aktywnego układu redukcji szumów, efekt redukcji szumów słuchawek TWS jest również związany z konstrukcją wnęki słuchawek, a fabryka chipów musi ściśle współpracować z producentami OEM/ODM.
DA7401 firmy Dialog to wysokowydajny kodek mono ANC zaprojektowany dla słuchawek TWS i inteligentnych urządzeń noszonych na uszach. Ma zakres dynamiki odtwarzania 115 dB, zakres dynamiki nagrywania 103 dB, hybrydowy ANC i elastyczną architekturę zegara.
DA7402 to wysokowydajny, bardzo energooszczędny kodek stereo o wysokiej wierności, który wykorzystuje niestandardową cyfrową hybrydową technologię ANC firmy Dialog, aby zapewnić silniejsze tłumienie szumów otoczenia w szerszym zakresie częstotliwości, dzięki czemu brzmi w każdym środowisku. dla najlepszego doświadczenia użytkownika. DA7402 integruje procesor dźwięku, który zapewnia doskonałą jakość dźwięku, w tym dynamiczny zakres odtwarzania 115 dB i częstotliwość próbkowania 384 kHz. Ponadto zapewnia przepustowość audio 40 kHz, aby obsługiwać dźwięk o wysokiej rozdzielczości.
DA7402 to jeden z najmniejszych cyfrowych kodeków z aktywną redukcją szumów na rynku, zużywający połowę mocy dzisiejszych wiodących rozwiązań chipowych i podwajający wydajność dźwięku, dzięki czemu idealnie nadaje się do słuchawek sportowych, inteligentnych urządzeń noszonych na uszach, słuchawek TWS i nie tylko .
04
Technologia rdzenia TWS cztery: mikrofon MEMS
Wiele funkcji zestawów słuchawkowych TWS wymaga odpowiednich czujników w celu zapewnienia obsługi sprzętu. Obecnie główne jednostki czujników w słuchawkach TWS obejmują głośniki do odtwarzania muzyki, mikrofony MEMS do aktywnej redukcji szumów i komunikacji, czujniki optyczne do wykrywania w uchu, czujniki odcisku kości do redukcji szumów komunikacyjnych oraz 360-osiowe czujniki do dźwięku przestrzennego itp.
W zestawie słuchawkowym TWS poprzedni mikrofon był używany głównie do funkcji połączeń głosowych. Dzięki zastosowaniu technologii redukcji szumów ANC w słuchawkach TWS, aby osiągnąć lepszy efekt redukcji szumów, szeroko stosowano rozwiązania współpracy z wieloma mikrofonami, a wymagania dotyczące wydajności mikrofonów również są coraz wyższe. Chipy krzemowe MEMS mają zalety niewielkich rozmiarów i dużej stabilności. Ponieważ dodanie funkcji redukcji szumów stawia wyższe wymagania dotyczące wydajności mikrofonu, mikrofony MEMS stały się pierwszym wyborem dla produktów słuchawkowych TWS.
Wysokowydajny mikrofon MEMS T5837/38 PDM firmy TDK charakteryzuje się wysokim punktem przeciążenia akustycznego (AOP) wynoszącym 133 dB SPL, wysokim stosunkiem sygnału do szumu wynoszącym 68 dBA oraz szerokim zakresem dynamiki, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań od bardzo cichych do bardzo głośne, takie jak inteligentne głośniki Field do przetworników głosowych dla aplikacji ANC TWS. Mikrofon T5848 SmartSound I2S MEMS może zapewnić wysoki punkt przeciążenia akustycznego 133 dB SPL, wysoki stosunek sygnału do szumu 68 dBA oraz szeroki zakres dynamiki, odpowiedni do zastosowań wymagających wysokiej wydajności akustycznej w dynamicznych i hałaśliwych środowiskach.
05
Technologia rdzenia TWS piąta: układ zarządzania energią
Układ zarządzania energią służy głównie do ładowania i rozładowywania słuchawek TWS, a także do monitorowania przeładowania akumulatora w czasie rzeczywistym, nadmiernego rozładowania, nadmiernego prądu i nadmiernej temperatury oraz ochrony przed zwarciem podczas procesu ładowania i rozładowywania. Chociaż moc ładowania i rozładowywania układu zarządzania energią jest stosunkowo niewielka w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami, w przypadku słuchawek TWS o wysokich wymaganiach dotyczących przenoszenia jest to konieczne ze względu na bezpieczeństwo, niskie zużycie energii, wysokie napięcie wytrzymywane, wysoką integrację i wysoką wydajność. Wymagania są stosunkowo wysokie.
MAX77650/MAX77651 to wysoce zintegrowane układy zarządzania energią o bardzo niskim poborze mocy (PMIC) idealne do zastosowań noszonych na ciele o ograniczonym poborze mocy i niewielkich rozmiarach, takich jak TWS, gdzie rozmiar i wydajność mają kluczowe znaczenie. Oba układy zawierają regulator SIMO buck-boost, który zapewnia trzy niezależnie programowalne szyny zasilające.
Dodatkowo, 150mA LDO zapewnia tłumienie tętnień dla audio oraz aplikacji wrażliwych na hałas. Wysoce konfigurowalna ładowarka liniowa obsługuje różne pojemności akumulatorów litowo-jonowych i obejmuje monitorowanie temperatury akumulatora w celu zwiększenia bezpieczeństwa (JEITA). Multipleksery analogowe w MAX77650/MAX77651 mogą przełączać wiele wewnętrznych sygnałów napięciowych i prądowych do zewnętrznych węzłów w celu monitorowania za pomocą zewnętrznego ADC. Dostępny jest dwukierunkowy interfejs I2C do konfiguracji i sprawdzania stanu pracy urządzenia.
Epilog
Słuchawki TWS są integralną częścią branży inteligentnych urządzeń audio i rodzącego się rynku. Yole Développement przewiduje, że roczne dostawy zestawów słuchawkowych TWS, aparatów słuchowych, smartwatchów i inteligentnych głośników przekroczą 1,3 miliarda sztuk do 2026 roku, a wysokiej jakości dźwięk stanie się koniecznością w wielu zastosowaniach, takich jak gry, doświadczenia AR/VR i dźwięk 3D efekty. funkcja kopii zapasowej. Smartfony i słuchawki mają bardzo wysoki stopień dopasowania ekologicznego. Obecnie globalna liczba telefonów komórkowych z systemem Android jest około 6 razy większa niż telefonów komórkowych Apple. Oczekuje się, że w przyszłości udział Androida w branży słuchawek TWS znacznie wzrośnie.
Najważniejszą rzeczą jest rozwiązanie do ładowania pinów pogo:
Jesteśmy producentem i integratorem rozwiązań pogo pin.
Shenzhen ZZT Technology Co., Ltd. to chińska firma technologiczna, która produkuje wysokiej jakości złącza POGO PIN, które integrują projektowanie, badania i rozwój, produkcję, galwanizację, montaż, pakowanie i sprzedaż.
Jesteśmy oceniani jako przedsiębiorstwo 5A w branży. Przeszedł certyfikaty IS09001 i IS014001, uzyskał ponad 28 krajowych patentów na wynalazki i zdobył certyfikat „krajowego przedsiębiorstwa high-tech”. Zgromadziliśmy bogate doświadczenie teoretyczne i praktyczne i możemy zapewnić klientom kompletny projekt i odpowiednie rozwiązania rozwojowe.
