Ya en 2014-2016, algunas empresas de audio lanzaron al mercado la primera generación de auriculares verdaderamente inalámbricos, pero tenían algunos problemas con la conexión Bluetooth, el micrófono, la batería, etc. En 2016, Apple canceló oficialmente el conector de audio de 3,5 mm. en la serie iPhone 7 y lanzó un nuevo producto, Apple AirPods, que se puede emparejar sin problemas con iPhone, iPad y MacBooks en segundos, y la conexión perfecta de Bluetooth es increíble. Increíble grado.
Tan pronto como se lanzaron los Airpods, esta solución con tecnología de transferencia de doble canal y estuche de carga lideró rápidamente el mercado. Durante un tiempo, los True Wireless Stereo Headphones (TWS) se convirtieron en el tipo de auriculares más popular del mercado. Los fabricantes de audio y Android hicieron lo mismo, como Sony, Beats, Bose, Jabra, Sennheiser, etc., todos lanzaron sus productos, y las marcas TWS en el mercado están cambiando cada día que pasa. Después de más de cinco años de desarrollo, los auriculares inalámbricos TWS se han convertido en el producto de electrónica de consumo de más rápido crecimiento.
¿Cómo se relaciona TWS plus con TWS?
Cuando hablamos de TWS, a menudo escuchamos el término TWS plus, entonces, ¿cuáles son las correlaciones y diferencias entre los dos?
TWS utiliza la tecnología de transmisión de oído principal y auxiliar Bluetooth 5.0. Al conectarse, primero se debe conectar el auricular al oído principal (generalmente el oído derecho), y luego se conectan el equipo principal y el oído auxiliar, por lo que se compara el tiempo requerido para la conexión. largo. Por lo tanto, TWS es más susceptible a la interferencia externa y su consumo de energía es alto.
TWS más
TWS plus (True Wireless Stereo Plus) es una tecnología patentada de Qualcomm, que se introdujo en el procesador Snapdragon 845 introducido por Qualcomm en 2017 en teléfonos Android. TWS plus es una evolución de TWS. Ambos auriculares se pueden conectar directamente a la fuente de audio. Como sugiere el nombre, los oídos izquierdo y derecho pueden funcionar de forma independiente. Esto permite que cada auricular reciba la señal de audio correspondiente con una pérdida mínima, conectándose rápidamente y ahorrando energía. Si bien los auriculares compatibles con TWS plus ofrecen una mayor calidad de sonido, la función también depende de que la fuente de audio sea compatible.
En febrero de 2018, Qualcomm lanzó la tecnología TWS plus para lograr un funcionamiento normal entre auriculares TWS que utilizan chips Bluetooth Qualcomm QCC5100/QCC30XX y teléfonos móviles basados en plataformas móviles como Snapdragon 845/7XX/855/865. Al usar esta solución, habrá dos enlaces de comunicación independientes que se transmiten directamente a los canales izquierdo y derecho para lograr conexiones independientes. Al reproducir música, incluso si se quita un auricular, la música no se interrumpirá.
El status quo actual es que todos los auriculares inalámbricos verdaderos son compatibles con TWS, pero no todos son compatibles con TWS plus.
El floreciente mercado de TWS
Aunque la tecnología TWS se usa cada vez más en computadoras portátiles, tabletas y televisores, los teléfonos inteligentes siguen siendo el dispositivo de emparejamiento más popular para TWS, y los principales fabricantes de teléfonos inteligentes, incluidos Apple y Samsung, han desconectado sus últimos lanzamientos. Retire el conector de audio de 3,5 mm.
En la actualidad, el mercado de auriculares TWS ha pasado de ser un caballo oscuro a un caballo dorado, y el mercado y el volumen de ventas han crecido constantemente año tras año. En su Encuesta global de audio para consumidores de 2020, Qualcomm mencionó que la adopción global de auriculares TWS casi se ha duplicado desde 2019, del 23 % al 42 %. Dicho esto, alrededor del 42 por ciento de los consumidores usan auriculares inalámbricos para ver televisión, películas y otros contenidos de video. Se espera que ese número continúe aumentando a medida que la duración de la batería mejora aún más.
Según el pronóstico de Grand View Research, el tamaño del mercado mundial de auriculares TWS será de aproximadamente USD 25,32 mil millones en 2020 y se espera que crezca a una CAGR del 36,1 por ciento de 2021 a 2028. Con la demanda en constante expansión de contenido de transmisión junto con Debido a la rápida adopción de las aplicaciones de redes sociales y videos cortos, se espera que el crecimiento del mercado de auriculares TWS continúe acelerándose en los próximos años.
Según Strategy Analytics, en 2020, las ventas globales totales de auriculares Bluetooth superaron los 300 millones, y las ventas de auriculares TWS superaron la mitad de esta cifra a 170 millones. Específicamente, la tendencia de desarrollo del mercado mundial de auriculares TWS es similar a la del mercado de teléfonos inteligentes hace 10 años. Apple lidera la industria y ocupa principalmente el mercado de gama alta, mientras que Android penetra gradualmente en el mercado de gama baja a través de una estrategia de precios bajos, y su tendencia de tasa de penetración también tiene similitudes con los teléfonos inteligentes anteriores. Los datos de investigación de Strategy Analytics muestran que con el lanzamiento de AirPods Pro, las ventas de Apple AirPods han crecido rápidamente de 1 millón en 2016 a 15 millones en 2018, y la asombrosa cifra de 60 millones en 2019.
Los analistas de Juniper Research estiman que Apple vendió casi 85 millones de AirPods en 2020, lo que representa alrededor del 70 % de los ingresos totales de la categoría TWS y una participación de mercado del 55 % de los productos vendidos.
Desde la perspectiva de la distribución de la marca, Apple detonó por primera vez el mercado de auriculares TWS. Después de varios años de desarrollo, su producto AirPods tiene una participación de mercado muy alta en el mercado de gama media a alta. Según los datos de análisis de Counterpoint, a partir del segundo trimestre de 2020, las tres principales empresas en el mercado de TWS son Apple (35 por ciento), Xiaomi (10 por ciento) y Samsung (6 por ciento). mercado.
01
Una de las tecnologías centrales de TWS: Bluetooth 5.0
Bluetooth es una tecnología de transmisión inalámbrica que teóricamente permite conexiones de corto alcance entre dispositivos dentro de los 100 metros. En la práctica, cuando usamos dispositivos pequeños, solemos usar una distancia efectiva de unos 10 metros. La mayor característica de Bluetooth es que permite que los dispositivos de comunicación móvil y las computadoras se conecten en red y transmitan datos y mensajes sin el uso de cables. Se puede decir que la tecnología Bluetooth es un punto de inflexión importante en el desarrollo de auriculares y es una de las tecnologías más importantes en TWS.
En comparación con la generación anterior de Bluetooth 4.2, Bluetooth 5.0, que salió a la venta el 2 de junio{{10}}16, tiene una distancia de transmisión más larga y una velocidad de transmisión más rápida. La distancia de transmisión efectiva es 4 veces mayor que la de la versión BLE 4.2 y la tasa de transmisión es 2 veces mayor. Las optimizaciones significativas de Bluetooth 5.0 en la tasa de transferencia y la latencia permiten muchas aplicaciones para dispositivos inalámbricos que requieren más información y una respuesta más rápida. En términos de uso práctico, el alto ancho de banda de transmisión de Bluetooth 5.0 también hace posible la conversación bidireccional TWS, y la tasa de bits más alta hace que la reproducción de audio sea más natural.
Bluetooth 5.2 representa el último desarrollo en tecnología Bluetooth. En 2020, Bluetooth SIG lanzó LE audio, una nueva generación de estándares de tecnología de audio Bluetooth. Se basa en el estándar Bluetooth 5.2 y adopta el nuevo decodificador de audio "LC3" con buena calidad de sonido y bajo consumo de energía, que puede comprimir datos de audio de manera más eficiente y transmitir más datos en un ancho de banda más bajo sin sacrificar la calidad de audio, lo cual es bueno para ambos. Calidad de audio y eficiencia energética. El avance más esperado en Bluetooth 5.2 es la introducción de Sync Channel, una tecnología que nos permite conectar múltiples dispositivos Bluetooth a una sola fuente. Solo imagine lo cómodo que sería si pudiéramos conectarnos a todos los dispositivos a la vez y cambiar automáticamente entre ellos sin tener que cambiar manualmente la conexión entre este y el teléfono, PC o TV cuando usamos TWS en casa.
El rápido desarrollo de TWS ha impulsado la mejora industrial de los fabricantes de cadenas de suministro relevantes. Los avances tecnológicos en el chip de control principal, el chip de administración de energía, el chip receptor de carga inalámbrica, la batería de la caja de carga, la batería de los auriculares, el control táctil y otras tecnologías han mejorado el rendimiento y las funciones de los auriculares TWS y brindado una mejor experiencia de usuario.
02
La segunda tecnología central de TWS: chip de control principal Bluetooth
En TWS, la importancia del chip maestro de Bluetooth es evidente. A diferencia de los teléfonos móviles relativamente voluminosos y otros auriculares, los requisitos de portabilidad de TWS tienen requisitos más altos en cuanto al tamaño y la integración del chip de control principal. Con la adición de nuevos módulos, como reducción de ruido y sensores funcionales, se imponen mayores requisitos en cuanto a la utilización del espacio de la cavidad y la alta integración del chip. Un SoC maestro de Bluetooth con funciones integrales y alta integración proporciona una fuerte garantía para que TWS realice varias funciones.
En la actualidad, hay docenas de fabricantes en el mercado de chips de control principal de TWS, el mercado está madurando gradualmente y la competencia entre los fabricantes es feroz. El mercado de gama alta está representado por Apple, Qualcomm, Hengxuan y Broadcom, y el mercado de gama media a baja incluye a Luoda, Realtek y Lanxun. Según estadísticas incompletas, a partir de octubre de 2020, había más de 22 fabricantes de chips Bluetooth maestros TWS en China.
El sistema en chip (SoC) Qualcomm QCC5124 está diseñado para satisfacer las necesidades de los dispositivos pequeños para una experiencia de escucha Bluetooth inalámbrica robusta y de alta calidad con bajo consumo de energía para una reproducción de audio más prolongada. La arquitectura QCC5124 está diseñada para un alto rendimiento con bajo consumo de energía. En comparación con su tecnología anterior, el consumo de energía se puede reducir hasta en un 65 por ciento, lo que permite una reproducción de audio más prolongada en casi todos los modos operativos.
03
Tecnología central TWS tres: reducción activa de ruido
En los últimos años, los consumidores han prestado cada vez más atención a la función de reducción de ruido de los auriculares TWS, y la tecnología de reducción activa de ruido (ANC) se ha convertido en el estándar de los productos de auriculares de gama alta. Los datos de investigación de mercado de Qualcomm muestran que el 71 por ciento de los consumidores están interesados en la cancelación activa de ruido como característica.
Desde que Apple lanzó AirPods Pro, los auriculares TWS han comenzado a acelerar la transición a TWS más ANC. En la actualidad, todos los auriculares Bluetooth con reducción activa de ruido del mercado adoptan la solución de la separación del chip Bluetooth y el chip de reducción activa de ruido. Para los auriculares TWS con espacio interno reducido, la solución de un solo chip no solo consume menos energía, sino que también deja más espacio para dispositivos acústicos y módulos de batería. Por lo tanto, esta arquitectura también se convertirá en la tendencia de desarrollo de los auriculares TWS. Por supuesto, además del chip de reducción de ruido activo, el efecto de reducción de ruido de los auriculares TWS también está relacionado con el diseño de la cavidad de los auriculares, y la fábrica de chips debe trabajar en estrecha colaboración con los fabricantes OEM/ODM.
El DA7401 de Dialog es un códec ANC mono de alto rendimiento diseñado para auriculares TWS y dispositivos inteligentes para el oído. Tiene un rango dinámico de reproducción de 115dB, un rango dinámico de grabación de 103dB, ANC híbrido y arquitectura de reloj flexible.
El DA7402 es un códec estéreo de alta fidelidad y potencia ultra baja de alto rendimiento que utiliza la tecnología ANC híbrida digital personalizada de Dialog para proporcionar un rechazo de ruido ambiental más fuerte en un rango de frecuencia más amplio, lo que hace que suene en cualquier entorno. para la mejor experiencia de usuario. El DA7402 integra un procesador de audio que proporciona un rendimiento de audio excelente, incluido un rango de reproducción dinámico de 115 dB y una frecuencia de muestreo de 384 kHz. Además, proporciona un ancho de banda de audio de 40 kHz para admitir audio de alta resolución.
El DA7402 es uno de los códecs de cancelación activa de ruido digital más pequeños del mercado actual, consume la mitad de la potencia de las soluciones de chips líderes de la actualidad y duplica el rendimiento de audio, lo que lo hace ideal para auriculares deportivos, dispositivos inteligentes para el oído, auriculares TWS y más. .
04
Tecnología central TWS cuatro: micrófono MEMS
Muchas funciones de los auriculares TWS requieren sensores correspondientes para proporcionar soporte de hardware. En la actualidad, las principales unidades de sensores de los auriculares TWS incluyen altavoces para reproducir música, micrófonos MEMS para reducción activa de ruido y comunicación, sensores ópticos para detección en el oído, sensores de huella de voz ósea para reducción de ruido de comunicación y sensores 360 de seis ejes para sonido envolvente. , etc.
En los auriculares TWS, el micrófono anterior se usaba principalmente para la función de llamada de voz. Con la aplicación de la tecnología de reducción de ruido ANC en los auriculares TWS, para lograr un mejor efecto de reducción de ruido, las soluciones de cooperación de múltiples micrófonos se han utilizado ampliamente y los requisitos de rendimiento de los micrófonos también son cada vez más altos. Los chips de silicio MEMS tienen las ventajas de un tamaño pequeño y una gran estabilidad. Dado que la adición de una función de reducción de ruido plantea mayores requisitos en el rendimiento del micrófono, los micrófonos MEMS se han convertido en la primera opción para los productos de auriculares TWS.
El micrófono MEMS de alto rendimiento T5837/38 PDM de TDK cuenta con un alto punto de sobrecarga acústica (AOP) de 133 dB SPL, una alta relación señal-ruido de 68 dBA y un amplio rango dinámico, lo que lo hace ideal para aplicaciones que van desde muy silenciosas hasta muy ruidoso, como altavoces inteligentes de campo para captaciones de voz para aplicaciones ANC TWS. El micrófono T5848 SmartSound I2S MEMS puede proporcionar un alto punto de sobrecarga acústica de 133dB SPL, una alta relación señal-ruido de 68dBA y un amplio rango dinámico, adecuado para aplicaciones que requieren un alto rendimiento acústico en entornos dinámicos y ruidosos.
05
Tecnología central TWS cinco: chip de administración de energía
El chip de administración de energía se utiliza principalmente para cargar y descargar los auriculares TWS, así como para monitorear la sobrecarga, la sobredescarga, la sobrecorriente y la sobretemperatura de la batería en tiempo real y la protección contra cortocircuitos durante el proceso de carga y descarga. Aunque la potencia de carga y descarga del chip de administración de energía es relativamente pequeña en comparación con los dispositivos tradicionales, para los auriculares TWS con altos requisitos de portabilidad, es necesario por seguridad, bajo consumo de energía, alto voltaje de resistencia, alta integración y alta eficiencia. Los requisitos son relativamente altos.
Los MAX77650/MAX77651 son chips de administración de energía (PMIC) altamente integrados y de muy bajo consumo, ideales para aplicaciones portátiles de bajo consumo y tamaño limitado, como TWS, donde el tamaño y la eficiencia son fundamentales. Ambos chips contienen un regulador SIMO buck-boost que proporciona tres rieles de alimentación programables de forma independiente.
Además, el LDO de 150 mA proporciona rechazo de ondulación para aplicaciones de audio y sensibles al ruido. El cargador lineal altamente configurable admite varias capacidades de batería de iones de litio e incluye monitoreo de temperatura de la batería para mayor seguridad (JEITA). Los multiplexores analógicos en el MAX77650/MAX77651 pueden cambiar múltiples voltajes internos y señales de corriente a nodos externos para monitorear con un ADC externo. Una interfaz I2C bidireccional está disponible para configurar y verificar el estado de funcionamiento del dispositivo.
Epílogo
Los auriculares TWS son una parte integral de la industria de dispositivos de audio inteligentes y un mercado incipiente. Yole Développement predice que los envíos anuales de auriculares, audífonos, relojes inteligentes y altavoces inteligentes TWS superarán los 1300 millones de unidades para 2026, y el audio de alta calidad se convertirá en una necesidad para muchas aplicaciones, como juegos, experiencias AR/VR y sonido 3D. efectos función de copia de seguridad. Los teléfonos inteligentes y los auriculares tienen un alto grado de ajuste ecológico. En la actualidad, el envío mundial de teléfonos móviles con Android es aproximadamente 6 veces mayor que el de los teléfonos móviles de Apple. Se espera que en el futuro, la participación de Android en la industria de los auriculares TWS aumente significativamente.
Lo más importante es la solución de carga del pin pogo:
Somos un integrador de soluciones y fabricación de pines pogo.
Shenzhen ZZT Technology Co., Ltd. es una empresa de tecnología china que produce conectores PIN POGO de alta calidad que integran diseño, I+D, fabricación, galvanoplastia, montaje, embalaje y ventas.
Hemos sido calificados como una empresa 5A en la industria. Aprobó las certificaciones IS09001 e IS014001, obtuvo más de 28 patentes de invención nacionales y ganó la certificación de "empresa nacional de alta tecnología". Hemos acumulado una gran cantidad de experiencia teórica y práctica y podemos proporcionar a los clientes soluciones de diseño completo y desarrollo adecuadas.
