【導(dǎo)讀】近年來，無線音頻技術(shù)迎來迅猛發(fā)展，有望顛覆消費(fèi)電子行業(yè)和健康行業(yè)。但它仍舊面臨挑戰(zhàn)，特別是在實(shí)用性和功能性與功耗處理需求的平衡方面。這意味著無線音頻設(shè)備往往比有線音頻設(shè)備更笨重、更昂貴、音質(zhì)也較差。
未來，真無線立體聲（TWS）設(shè)備將適用于日常生活中的任何聲學(xué)環(huán)境。
近年來，無線音頻技術(shù)迎來迅猛發(fā)展，有望顛覆消費(fèi)電子行業(yè)和健康行業(yè)。但它仍舊面臨挑戰(zhàn)，特別是在實(shí)用性和功能性與功耗處理需求的平衡方面。這意味著無線音頻設(shè)備往往比有線音頻設(shè)備更笨重、更昂貴、音質(zhì)也較差。
在縮小體積的同時(shí)克服性能挑戰(zhàn)，一直是充分發(fā)揮這項(xiàng)新興技術(shù)潛力的主要壁壘。如今，搭載MEMS麥克風(fēng)的新一代TWS設(shè)備有望解決這些問題。
讓聲音真正便攜
直到最近，頭戴式耳機(jī)和耳塞式耳機(jī)還受到線纜的束縛。聽者不得不待在音樂設(shè)備或其他娛樂設(shè)備的周圍，通常在幾英尺之內(nèi)。
線纜可能非常麻煩，特別是在運(yùn)動(dòng)時(shí)，它會(huì)妨礙我們?cè)诮∩矸窟\(yùn)動(dòng)或室外慢跑時(shí)活動(dòng)四肢。
但是便攜式聽力設(shè)備改變了這一切。它們利用藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，使用無線電信號(hào)在主控設(shè)備（比如：游戲機(jī)或智能手機(jī)）與耳機(jī)之間傳輸音頻數(shù)據(jù)，而設(shè)備與設(shè)備之間完全不需要物理連接。
第一批無線頭戴式耳機(jī)和入耳式耳機(jī)并非多么先進(jìn)的音頻輸出設(shè)備——更像是已經(jīng)存在了幾十年的有線頭戴式耳機(jī)和入耳式耳機(jī)。它們本身不能調(diào)節(jié)或放大聲音、消除失真、濾除背景噪音，也無法遠(yuǎn)程做任何智能化的事情。于是，無線耳塞就應(yīng)運(yùn)而生了。
不同于通常使用線纜來連接兩個(gè)聽筒的傳統(tǒng)無線耳機(jī)，無線耳塞是真正的無線耳機(jī)。這意味著每個(gè)耳塞都是完全獨(dú)立的，并通過藍(lán)牙連接到輸出設(shè)備。這兩個(gè)耳塞既可以連接兩個(gè)，也可以連接一個(gè)——主控——然后將聲音從一個(gè)耳塞傳到另一個(gè)耳塞。
聲音的未來更加智能化
隨著TWS的出現(xiàn)，第一個(gè)壁壘——擺脫線纜——就被打破了。最初，它的作用與有線設(shè)備相同：播放音樂和語音通話。要想讓TWS成為真正適用于各種生活場(chǎng)景（辦公室、通勤路上或健身房）的設(shè)備，它就需要新的功能：透?jìng)黢雎?，以保持用戶?duì)周圍環(huán)境的感知；主動(dòng)降噪，以便用戶享受靜音體驗(yàn)；以及高級(jí)波束成形，以便用戶可以在任何嘈雜的環(huán)境下打電話。這些功能都需要高質(zhì)量的麥克風(fēng)來拾取音頻輸入，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，以供進(jìn)一步的處理。而高性能器件和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)十分耗電。
為了實(shí)現(xiàn)較佳的電池壽命，一臺(tái)真正的智能設(shè)備可以通過上下文語境和位置感知自行在各項(xiàng)功能之間切換：可以根據(jù)環(huán)境聲音的要求，在主動(dòng)降噪模式和透?jìng)髂Ｊ街g切換——無需用戶觸發(fā)更改。例如：設(shè)備可能會(huì)在嘈雜的環(huán)境下放大人講話的聲音或與安全相關(guān)的音頻信號(hào)。這使得整個(gè)過程中不再需要猜測(cè)，改善了聆聽體驗(yàn)。同時(shí)，它還可以根據(jù)用戶一天中的行程，大幅降低麥克風(fēng)的功耗。
增強(qiáng)人類的聽力：可聽戴設(shè)備
TWS設(shè)備不僅可以用于改善通話和音頻聆聽，還可以是健康設(shè)備，例如可聽戴設(shè)備。就像可穿戴設(shè)備是戴在身上的一樣——可聽戴設(shè)備被戴在耳朵里。其功能類似于無線耳塞，但它專注于一系列健康和生活方式功能，例如：增強(qiáng)個(gè)人聽力和測(cè)量生物特征。
可聽戴設(shè)備VS助聽器
助聽器是聽障人士的一項(xiàng)重要工具，由三大部分組成：麥克風(fēng)、放大器和揚(yáng)聲器。助聽器通過麥克風(fēng)接收聲音，并將聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；然后，將它們發(fā)送到放大器，放大器增加信號(hào)的功率，然后通過揚(yáng)聲器將它們傳送到耳朵里。
助聽器作為醫(yī)療器械，旨在供聽障人士使用，并且通常需要由醫(yī)療專業(yè)人士開具處方。
而可聽戴設(shè)備可以與助聽器一起發(fā)揮獨(dú)特的作用，與重點(diǎn)關(guān)注患有嚴(yán)重聽力障礙的人相反，它更多地關(guān)注增強(qiáng)日常聆聽體驗(yàn)以及幫助那些患有輕度聽力損失的人。
在某些情況下，它確實(shí)為人們帶來了一些好處。首先，你不需要處方或醫(yī)療干預(yù)，就可以使用可聽戴設(shè)備。你可以直接使用它，非常簡(jiǎn)單。與市面上的許多助聽器相比，其體積更小、更便攜——畢竟，市面上的助聽器更注重功能，而非形式?？陕牬髟O(shè)備可以直接塞入耳朵，看起來就像普通的耳塞。
另外，可聽戴設(shè)備也比助聽器便宜得多，通常成本在200到500美元之間，而醫(yī)用助聽器的成本平均為2372美元。1
雖然可聽戴設(shè)備并非治療聽力障礙的良藥，但它十分經(jīng)濟(jì)靈活，再與先進(jìn)的無線耳塞的智能功能相結(jié)合，意味著它可以成為一個(gè)真正有效的選擇，特別是對(duì)于那些只想在特定情況下提高聽力的人來說。
技術(shù)挑戰(zhàn)
但無線入耳式耳機(jī)、無線耳塞和可聽戴設(shè)備都面臨著同樣的挑戰(zhàn)——笨重的設(shè)計(jì)和噪音的影響。無線耳塞需要具備便攜性，也就是體積小，但同時(shí)其音頻的質(zhì)量要高，否則不會(huì)有人使用。
衡量麥克風(fēng)質(zhì)量的一個(gè)好辦法是信噪比（SNR）。信噪比以分貝為單位，信噪比值越高，輸出越好。如果音頻設(shè)備搭載了低信噪比麥克風(fēng)，你會(huì)聽到它發(fā)出嘶嘶聲——在透?jìng)黢雎犇Ｊ较?，其聲音聽起來絕非人耳所聽到的那樣，頗為惱人。信噪比越高，聽到的干擾就越少，這就可以改善聆聽體驗(yàn)。
盡可能地提高信噪比才是麥克風(fēng)的終極目標(biāo)，但由于物理限制，往往是說起來容易，做起來難——你需要權(quán)衡外形與功能：通常，更好的性能需要更大的元件。
MEMS 麥克風(fēng)革新性設(shè)計(jì)
應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是微型化、高質(zhì)量的MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）麥克風(fēng)。傳統(tǒng)的頭戴式耳機(jī)或耳塞的大部分體積是由許多提供上述高級(jí)功能的不同部件造成的。不過，英飛凌XENSIV MEMS麥克風(fēng)等技術(shù)有助于應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)：它具有高信噪比（SNR）高保真錄音效果，同時(shí)保持了小尺寸——從而在不增加設(shè)計(jì)尺寸的情況下，增強(qiáng)用戶的ANC或語音體驗(yàn)。
在某些場(chǎng)景下，僅開啟必要的功能也很重要。通過高級(jí)處理來分析設(shè)備所處的聲學(xué)環(huán)境，就可以準(zhǔn)確確定需要哪些音頻性能——如果不需要捕捉低音量，那么麥克風(fēng)可以切換到性能較低的省電模式。在過去，切換到不同的電源模式會(huì)導(dǎo)致聲音失真和信號(hào)流中斷。而最新的半導(dǎo)體技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電源模式的無縫切換，即在沒有任何干擾聲的情況下，上下調(diào)節(jié)功耗。這減少了對(duì)更大尺寸的電池的需求，進(jìn)而也縮小了最終產(chǎn)品的尺寸，或者可以騰出空間來容納更多的傳感器，以實(shí)現(xiàn)更多的功能。當(dāng)然，它也延長(zhǎng)了設(shè)備的電池壽命，這在用戶出行時(shí)特別重要。
需要一個(gè)有效的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)
在技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新并非孤立發(fā)生的——突破需要在一個(gè)更為廣泛的生態(tài)系統(tǒng)中醞釀，而且必須得到該系統(tǒng)的支持。可聽戴設(shè)備和無線耳塞也不例外。
MEMS麥克風(fēng)只是音頻信號(hào)鏈的一環(huán)。還必須開發(fā)和改進(jìn)用于主動(dòng)降噪、事件檢測(cè)和波束成形的軟件和算法。硬件組件還需要進(jìn)一步縮小，功能變得更加強(qiáng)大，以支持越來越先進(jìn)的功能。簡(jiǎn)而言之，原始設(shè)備制造商、SoC供應(yīng)商、傳感器制造商和其他各方都需要共同努力，讓TWS和可聽戴設(shè)備更上一層樓。
展望未來
MEMS 技術(shù)在該領(lǐng)域愈發(fā)受到歡迎，該市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在2027年達(dá)到34.979 億美元2，而且市場(chǎng)并沒有顯示出放緩的跡象。
無線入耳式耳機(jī)、耳塞和可聽戴設(shè)備正在革新我們與聲音互動(dòng)的方式——無論是在娛樂方面，還是在日常聆聽方面。
它們可以為設(shè)計(jì)師和運(yùn)動(dòng)提供新的自由度，而不影響質(zhì)量、尺寸或風(fēng)格。MEMS技術(shù)對(duì)于在縮小尺寸的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)一定水平的音質(zhì)而言至關(guān)重要，這意味著無線技術(shù)不再被視為有線技術(shù)的低劣替代品，對(duì)自由度的渴望并不意味著需要在質(zhì)量上做出妥協(xié)。
但這一切都必須得到更為廣泛的行業(yè)承諾的支持，以建立一個(gè)協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)，在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，從設(shè)計(jì)到軟件，再到MEMS麥克風(fēng)以及其中的一切……技術(shù)的各個(gè)方面都可以無縫地結(jié)合在一起。
英飛凌MEMS麥克風(fēng)
英飛凌的XENSIV? MEMS麥克風(fēng)旨在在小巧的封裝中，捕獲高精度和高質(zhì)量的音頻。它們具有超低的自噪聲（高信噪比）、即使在高聲壓級(jí)（SPL）下也具有極低的失真（THD）、器件之間保持著非常嚴(yán)格的相位和靈敏度一致性、平坦的頻率響應(yīng)、較低的低頻滾降（LFRO）和超低延遲。再與可選擇的供電模式和非常小的封裝相結(jié)合，英飛凌的XENSIV? MEMS麥克風(fēng)在最小的尺寸封裝條件下提供了頂級(jí)的音頻質(zhì)量。
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