| 隨著(zhù)TWS產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，這兩個(gè)小小的耳機和充電倉開(kāi)始成為了日常視聽(tīng)生活中不可或缺的一部分。不久前，高通發(fā)布了2020年的The State of Play調查報告，從英美德日中五個(gè)國家中抽取了5000名用戶(hù)作為調查對象。調查結果顯示，與2019年報告中的23%相比，今年全球擁有TWS產(chǎn)品的用戶(hù)占比達到了42%，而且每個(gè)地區都擁有強勁的增長(cháng)。
調查結果進(jìn)一步顯示，音質(zhì)、電池壽命和主動(dòng)降噪成了產(chǎn)品參數特性上最關(guān)鍵的三大因素。至于電池壽命，其他國家的預期使用時(shí)長(cháng)在9到11小時(shí)范圍內，而中國用戶(hù)對TWS產(chǎn)品的電池壽命期望最高，達到18小時(shí)。與此同時(shí)，推動(dòng)TWS進(jìn)一步大熱的還有基于云端的語(yǔ)音助手支持。然而要實(shí)現這些性能要求就不得不提到TWS產(chǎn)品中的芯片。
鑒于TWS的小體積特性，此類(lèi)芯片往往需要做到高度集成，以高性能、低功耗和低成本作為大前提。而仍處于粗放增長(cháng)階段的國內TWS市場(chǎng)，更是各級玩家頻出。
更實(shí)用的主動(dòng)降噪
ADI 中國區消費類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 Sophie Mao對國內的TWS市場(chǎng)未來(lái)發(fā)表了自己的見(jiàn)解。她認為將來(lái)TWS產(chǎn)品必將出現分化，分別強調性能以及性?xún)r(jià)比。這其中主動(dòng)降噪（ANC）將會(huì )成為T(mén)WS耳機的標配，ADI認為2023年將有一半以上的TWS耳機帶有ANC功能。
ADAU1787評估套件 / ADI
而ADI作為數字與模擬芯片的先驅?zhuān)赥WS產(chǎn)品上主推的正是ANC解決方案ADAU1787和ADAU1777，這兩種方案以較低的功耗成本來(lái)實(shí)現較高的音質(zhì)效果。就拿ADAU1787為例，該芯片提供4路ADC輸入接口和4路數字麥克風(fēng)并行輸入，因此可以實(shí)現單芯片用于混合降噪耳機。ADAU1787特有的雙DSP核設計，以FastDSP核做主動(dòng)降噪濾波器處理，以SigmaDSP核做EQ后處理，從而對降噪后音樂(lè )中的低頻有損部分進(jìn)行補償。在2.3 * 2.8 mm的BGA封裝下，1.8V的供電功耗僅有6-7mW，完全可以用于對體積與功耗要求嚴苛的TWS應用。此外，還可以通過(guò)定制來(lái)減掉部分功能模塊，做到更小的電流，進(jìn)一步降低功耗。
為了用戶(hù)的安全性考慮，ADI還在芯片中加入了一個(gè)PID比例積分微分控制邏輯，根據收到的信號來(lái)預測后面信號的走線(xiàn)，比如以預測來(lái)避免車(chē)門(mén)關(guān)上時(shí)的巨響，從而更好保護用戶(hù)的聽(tīng)力。這同樣得益于不同的模式與麥克風(fēng)配置，ADI的芯片可以提供強降噪、弱降噪、降噪關(guān)和通透模式等多級調節。
更高效的充電速率
續航也是消費者最為看重的三大因素之一，TWS產(chǎn)品中，往往每一端耳機都擁有獨立的小電池，加上充電倉中稍大一些的電池。因此充電倉的充電速率其實(shí)對續航體驗來(lái)說(shuō)同樣是至關(guān)重要的。而對于體積有限的耳塞來(lái)說(shuō)，每端往往都配有線(xiàn)性充電器，充電時(shí)需要大于電池本身的電壓。但充電倉與耳塞中的電池往往都是單節鋰離子電池，基于充電狀態(tài)，電壓通常在2.5V與4.2V之間。因此，充電倉電池電壓視情況需要增加或減少，才能給耳塞充電提供合適的電壓。
TPS63810原理圖 / TI
這時(shí)也就到了電壓變換器起大顯身手的時(shí)候。然而，升壓變換器在線(xiàn)性充電器上會(huì )耗散較多能量，這樣一來(lái)不僅不利于充電效率，還會(huì )增加充電倉的散熱負擔，尤其是在耳塞徹底沒(méi)電的情況下。TI的TPS63810升降壓變換器則可以有效解決這些問(wèn)題。相對升壓變換器70%到72%的充電效率，升降壓變換器可以做到92%到93%，同時(shí)還不會(huì )產(chǎn)生過(guò)熱問(wèn)題。TPS63810的輸出電壓可以通過(guò)I2C調整，從而動(dòng)態(tài)設置最適合耳塞線(xiàn)性充電器的電壓。TI還為T(mén)WS耳機充電倉專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一款三合一的I2C控制開(kāi)關(guān)充電芯片，BQ25618/BQ25619，以低阻抗電源路徑對開(kāi)關(guān)模式的運行效率進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)一步縮短了電池充電的時(shí)間。
更先進(jìn)的藍牙協(xié)議
隨著(zhù)藍牙5.2的推出，TWS也迎來(lái)的新的技術(shù)革新，不僅加入了全新的LE音頻，還借助同步信道實(shí)現了更低的延遲。為此泰凌微電子推出了面向下一代TWS產(chǎn)品的多協(xié)議芯片TLSR9518，TLSR9系列也是泰凌微電子的全RISC-V架構芯片。
TLSR9系列的開(kāi)發(fā)板 / 泰凌微電子
該芯片基于RISC-V架構，旨在最大程度上提高設備的性能。MCU為32位5級流水線(xiàn)結構，CoreMark達到3.58MHz。泰凌微電子還在芯片中加入了始終在線(xiàn)的AI引擎，支持多傳感器融合和語(yǔ)音喚醒等功能。最重要的自然是藍牙5.2協(xié)議的支持，除了LE音頻和同步信道，該芯片還支持室內定位（AoA/AoD）和藍牙Mesh。當然了，這款多協(xié)議的芯片同樣適用于可穿戴等IoT設備，因此也支持ZigBee 3.0、OpenThread和泰凌微自己的2.4GHz專(zhuān)有協(xié)議。
更低的延時(shí)
隨著(zhù)TWS市場(chǎng)的壯大，這類(lèi)產(chǎn)品的影響也開(kāi)始波及到游戲市場(chǎng)。據高通的調查結果顯示，TWS用戶(hù)的日常使用中，17%用于主機游戲，16用于電腦游戲，16%用于手機游戲。而在重度游戲用戶(hù)的眼中，TWS最難解決的問(wèn)題就是延時(shí)。日常影音播放的場(chǎng)景下，幾百毫秒的差異也很難使人察覺(jué)。但在游戲這種需要耳目集中的場(chǎng)景下，延時(shí)會(huì )被無(wú)限放大。
高通自己推出了相對應的編解碼方式aptX低延遲，在保證16位音質(zhì)的情況下最低可做到40毫秒的延遲。但TWS作為新興的藍牙耳機形式，目前對各種編解碼方式的支持依然有待普及，然而人們依然追求在無(wú)拘束的TWS下無(wú)縫游玩。
PAU1625 / 原�？萍�
PixArt（原相科技）的子公司Audiowise（原�？萍迹檫@一痛點(diǎn)特別開(kāi)發(fā)了PAU1600系列芯片。該系列都是藍牙5.0的無(wú)線(xiàn)音頻SoC，但原睿通過(guò)獨特的綠波（GreenRadio）專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現了雙耳直連的功能。雖然僅支持SBC/mSBC和AAC的編解碼方式，但該系列芯片可以為T(mén)WS產(chǎn)品實(shí)現極低的延遲。PAU1625芯片可以在游戲模式下做到60毫秒的延時(shí)，已經(jīng)基本無(wú)法感知到了。從藍牙聯(lián)盟的認證庫中查詢(xún)可以發(fā)現，原�？萍嘉磥�(lái)將推出全新的PAU1800系列，該系列采用藍牙5.1系列以及新一代的綠波技術(shù)（GreenRadio 2.0），也許會(huì )將TWS產(chǎn)品的延時(shí)推向一個(gè)更低的數值。
小結
其實(shí)人們對TWS產(chǎn)品的追求也不全然是性能參數上的，用戶(hù)體驗以及舒適度同樣是引發(fā)客戶(hù)購買(mǎi)的主導因素。而安全和隱私雖然也是產(chǎn)品設計中重要的一環(huán)，但很少有用戶(hù)會(huì )因為這些而放棄購置TWS產(chǎn)品。
語(yǔ)音助手這一功能雖然出于便利性考量，但設計時(shí)必須節約硬件資源占用，TWS也很難做到內置集成。音質(zhì)則依舊是由算法和芯片性能決定的，比如杜比和DTS等環(huán)繞音效，這在追求小巧的TWS上同樣很難在短期內實(shí)現突破。不管如何，從長(cháng)遠來(lái)看，音質(zhì)、續航與降噪依然將作為T(mén)WS爆發(fā)式增長(cháng)的三大動(dòng)力，而TWS芯片仍是首要的攻堅對象。 |
