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標(biāo)題: TWS的基礎(chǔ)知識分享 [打印本頁]
作者: 爬爬科技說    時(shí)間: 2022-9-25 12:22
標(biāo)題: TWS的基礎(chǔ)知識分享
在消費(fèi)電子行業(yè)里，2019年至2020年最火爆的話題莫過于TWS（True Wireless Stereo，真無線立體聲）耳機(jī)。2019年10月28日，蘋果在深夜“悄然”上架全新TWS產(chǎn)品：“年度真香耳機(jī)”——AirPods Pro，攪局主動(dòng)降噪耳機(jī)市場，以刷屏般的速度驚艷四座。
作為一名曾在音頻電子產(chǎn)品工作過的資深工程師以及現(xiàn)在所處的RF射頻通信領(lǐng)域，我個(gè)人親歷了近幾年TWS（True Wireless Stereo）真無線耳機(jī)的快速發(fā)展。當(dāng)然也對TWS的專業(yè)知識有自己的理解和建構(gòu)。今天，我就根據(jù)自己認(rèn)知的TWS給大家分享下相關(guān)干貨知識。
在開始之前，我們先對耳機(jī)從有到無（有指有線耳機(jī)，無指無線耳機(jī)）的發(fā)展歷程進(jìn)行下梳理，基于這個(gè)背景，我們的認(rèn)知會(huì)更直觀。
一，耳機(jī)發(fā)展歷程
TWS耳機(jī)的問世距離第一代耳機(jī)發(fā)明已經(jīng)過去了一百多年，耳機(jī)的外形從笨重到小巧、從有線到無線；頭戴式、耳塞式、掛耳式、入耳式……耳機(jī)造型更是多種多樣。每一次蛻變都引發(fā)了極大的反響與革新。
至此，我們對耳機(jī)的發(fā)展歷程的時(shí)間脈絡(luò)有了一個(gè)較為感性的認(rèn)識。應(yīng)該看到，每一次企業(yè)發(fā)動(dòng)技術(shù)革命，都伴隨著該品牌在耳機(jī)界江湖地位的崛起。尤其蘋果AirPods的面世更是引領(lǐng)一個(gè)新的紀(jì)元。
二，TWS的硬件構(gòu)成
我把一個(gè)常規(guī)TWS的構(gòu)成列出如下，目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)其形態(tài)和內(nèi)核都會(huì)以這個(gè)為中心。

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三，TWS構(gòu)成拆解
結(jié)構(gòu)件（主要）
目前TWS的耳殼結(jié)構(gòu)件還是以塑膠件為主，最后再對表面處理下（噴涂）這個(gè)就牽涉注塑生產(chǎn)工藝，也就是說模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求比較高。
目前TWS的IDH、ODM以及OEM還是主要集中在國內(nèi)的長三角和珠三角兩個(gè)大片區(qū)（華南和華東）。主要原因就是這個(gè)區(qū)域存在較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈配套。
當(dāng)然也會(huì)有一些差異化的五金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品形態(tài)（非主流）。

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TWS耳機(jī)主要靠藍(lán)牙射頻連接，所以需要有RF天線來進(jìn)行通信。目前主要四種主流天線形態(tài)：陶瓷天線、板載天線、FPC天線、LDS天線。

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2.HW硬件部分
目前主流的就是我Xmind導(dǎo)圖所列的那些，他們既有市場又有量產(chǎn)驗(yàn)證。實(shí)際上這兩年已經(jīng)發(fā)展和演化出更多的藍(lán)牙方案商，很多都是從原來IC方案商轉(zhuǎn)過來的。

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2.Speaker
TWS耳機(jī)首先功能屬性就是耳機(jī)，滿足音頻體驗(yàn)。而實(shí)際上早期的TWS很多是聽個(gè)響，音質(zhì)效果可以忽略?，F(xiàn)在市面上的耳機(jī)產(chǎn)品，采用的大多是動(dòng)鐵喇叭、動(dòng)圈喇叭和動(dòng)瓷喇叭解決方案，作為傳統(tǒng)的技術(shù)解決方案，在多年的使用過程當(dāng)中，他們的缺陷和不足越發(fā)凸顯，而且各具特點(diǎn)。

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工作原理：聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，要產(chǎn)生聲音，就必須要有振動(dòng)源的(物體)存在，動(dòng)圈喇叭內(nèi)部的薄膜就是振動(dòng)源，薄膜上附有導(dǎo)線圈，利用電流流過導(dǎo)致線圈產(chǎn)生磁場，磁場和永磁材料相互作用，推動(dòng)薄膜振動(dòng)產(chǎn)生聲音。
缺陷：
由于動(dòng)圈單元的面積較大，并且在發(fā)聲的過程中需要較多的空間和空氣參與振動(dòng),因此無法有效控制漏音現(xiàn)象。動(dòng)圈單元的結(jié)構(gòu)特性擅于低頻表現(xiàn)，但解析度、層次感及聲音密度、高頻、超高頻等各方面，均不足。另外，動(dòng)圈喇叭在10-20KHZ高頻部分衰減是十分明顯的。
工作原理：動(dòng)鐵喇叭，音圈是繞在一個(gè)位于永磁場的中央被稱為“平衡銜鐵”的精密鐵片上。這塊鐵片在磁力的作用下帶動(dòng)振膜發(fā)聲。
缺陷：
動(dòng)鐵式單元運(yùn)用在普通耳機(jī)上，有兩個(gè)很難克服的問題：
第一點(diǎn)：單元頻率響應(yīng)很窄。而且隨著單元尺寸的加大。震片的重量增加；這個(gè)問題會(huì)有更大的劣化。
第二點(diǎn)：輸出功率受限制，震片剛性大，擺幅過大時(shí)，會(huì)有比較大的失真。動(dòng)鐵耳機(jī)在音質(zhì)上有顆粒感，聲音相對來說比較金屬色彩，比較硬和沖。
第三點(diǎn)：它由于自身體積的限制和密封式結(jié)構(gòu)，聲場會(huì)顯得很狹窄，沒有那種恢弘大氣的場面。要達(dá)到音質(zhì)效果需要多個(gè)動(dòng)鐵組合，成本較高，調(diào)音難度較大。

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工作原理：動(dòng)瓷喇叭的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)很薄的多層壓電陶瓷片上附著在超薄的金屬片上，他們組合起來就是振動(dòng)膜。當(dāng)壓電片伸展時(shí)，振動(dòng)膜向上彎曲；當(dāng)壓電片收縮時(shí)，振動(dòng)膜向下彎曲。給振動(dòng)膜交替變化的電壓，那么它就會(huì)隨著電壓的變化而不停的上下彎曲從而推動(dòng)空氣發(fā)聲。
動(dòng)瓷喇叭優(yōu)勢：
1. 超薄、重量輕、占用空間小。
2. 能量轉(zhuǎn)化效率高，消耗功率低。
3. 無電磁場泄漏及干擾，無需防磁設(shè)計(jì)。
4. 無機(jī)械觸點(diǎn)，無電噪聲，構(gòu)造簡單，可由IC直接驅(qū)動(dòng)。
5. 頻率響應(yīng)范圍寬，音質(zhì)清晰自然。
動(dòng)瓷喇叭缺陷：
動(dòng)瓷喇叭因?yàn)楦綆Ы饘倩鍋碚駝?dòng)發(fā)聲，真正的發(fā)聲部位是金屬基板，金屬基板發(fā)聲的好處就是因?yàn)槠鋭偠却螅ㄖ辽偈莿?dòng)圈和動(dòng)鐵的振膜不能比的），清晰度較高，頻率延伸高于其他兩者，但也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，低頻區(qū)間也就成了動(dòng)瓷單元的短板。
3.Micphone
目前TWS的麥克風(fēng)已經(jīng)有普通的專項(xiàng)MEMS降噪硅麥了。拾音性能和降噪性能都越來越趨于穩(wěn)定。

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四，TWS行業(yè)格局概覽
音頻是一個(gè)尚老的行業(yè)，Bose的技術(shù)沉淀、B&O的設(shè)計(jì)故事、森海塞爾的聲學(xué)功底……都讓這些品牌散發(fā)光芒，老而彌堅(jiān)。
2019 Q2 的真無線耳機(jī)品牌榜單，前十分別是蘋果、三星、Jabra、小米、QCY、Bose、JBL、Jlab、Beats、華為。
這是一個(gè)耐人尋味的排名。五家音頻廠、四家手機(jī)廠和小米系的QCY。我們熟知的森海塞爾、鐵三角、Jaybird并不在列。他們或是受芯片制約，或是反應(yīng)過慢，在這一輪競速中，敗下陣來。反倒是Jabra、Jlab，產(chǎn)品出手快，口碑穩(wěn)。和Bose、JBL、Beats一起，在音頻陣營里站在腳跟。

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有野心的品牌，有夢想的隊(duì)伍，有資源的集團(tuán)，已經(jīng)在路上了。踩著前人的白骨，舉著新人的旗幟，披荊斬棘，一往無前。

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由于時(shí)間關(guān)系，今天就先將分享定格在此。后面會(huì)將進(jìn)一步闡釋和更新。希望已經(jīng)分享的部分能夠?qū)Υ蠹矣行?shí)質(zhì)的幫助。

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