TWS藍(lán)牙耳機(jī)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)詳解

發(fā)布時(shí)間：2025-04-14

一、認(rèn)識(shí)TWS耳機(jī)的組成

1．TWS藍(lán)牙耳機(jī)拆機(jī)

2．組成

TWS耳機(jī)由充電倉和耳機(jī)組成：

充電倉：鋰電池、鋰電保護(hù)板、5V升壓、充電管理芯片、MCU(非必須)。

耳機(jī)：藍(lán)牙芯片、鋰電池、喇叭、mic、天線。

二、充電倉功能及其組成

1.電源管理芯片廠商
英集芯、鈺泰半導(dǎo)體、微源半導(dǎo)體、圣邦微?電子等；

2.功能
主要功能類似我們平時(shí)使用的充電寶。
根據(jù)充電倉主控芯片和入倉的耳機(jī)是否可以通信，可以分為帶通信的和不帶通信的。
帶通信的方案，充電倉可以輕易的獲取和控制耳機(jī)的狀態(tài)。
給充電倉和耳機(jī)中鋰電池提供充電管理；指示電量、和耳機(jī)藍(lán)牙芯片通信等。

3.3.7V鋰電池
通常500mAh左右，越大續(xù)航時(shí)間越長。
鋰電池廠商（紫建電子、億等新能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業(yè)等）。

4.鋰電池保護(hù)芯片
提供過放、過充、過壓、過流、過溫以保護(hù)鋰電池的充電安全。

5.鋰電池充電芯片
控制充電器給電池充電的芯片。
基本功能：可以設(shè)置充電電流大小、充電狀態(tài)(是否充滿)、過壓、過流保護(hù)。

6.5V升壓芯片
把鋰電池3.7V升壓到5V，耳機(jī)入倉后，通過頂針連接，檢測提供此5V電源給耳機(jī)充電。

7.MCU單片機(jī)芯片
充電倉電量檢測、通過控制LED數(shù)碼或LED指示燈顯示電量；
通過頂針和耳機(jī)藍(lán)牙芯片通信，交互信息，實(shí)現(xiàn)充電倉顯示耳機(jī)狀態(tài)、控制耳機(jī)；
有些MCU集成了充電管理和升壓功能，就不用加充電管理芯片；
有些充電倉，沒有MCU單片機(jī)芯片，只有充電管理芯片。

8.按鍵、數(shù)碼管顯示：我們稱之為UI，指示電量、操控耳機(jī)配對等操作。

三、藍(lán)牙芯片

1.藍(lán)牙芯片廠商
杰理、藍(lán)訊、恒玄BES、物奇、高通、瑞昱、絡(luò)達(dá)、慧聯(lián)等，其中杰理、藍(lán)訊占有一半以上市場份額。
杰理藍(lán)牙耳機(jī)芯片型號(hào)都有哪些？
AC69X系列：AC695N、AC696N、AD697N、AD698N
AC/JL70N系列：AC700N、JL701N、JL703N、AC704N、AC705N、AC706N、AC707N、JL708N、JL709N、JL710N。

2.功能
負(fù)責(zé)藍(lán)牙連接、通話、音樂等。
負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)、數(shù)據(jù)的解碼、編碼、轉(zhuǎn)碼解碼等。

3.TWS工作原理

杰理TWS（True Wireless Stereo）真無線立體聲耳機(jī)的基本原理：
TWS耳機(jī)分左右耳機(jī)，和手機(jī)連接的耳機(jī)稱為主耳機(jī)，另外一個(gè)稱為副耳機(jī)。
手機(jī)連接主耳機(jī)，再由主耳機(jī)連接副耳組成立體聲系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的藍(lán)牙左右聲道無線分離使用。
手機(jī)把左右聲道的音頻發(fā)給主耳，主耳再把其中一個(gè)聲道發(fā)給副耳。

四、發(fā)生單元

1.功能：發(fā)聲。
原理：振動(dòng)發(fā)聲，怎么產(chǎn)生振動(dòng)？
交變的音頻信號(hào)流過線圈，形成交變的磁場（極性不斷變化），和其他永磁材料相互作用(同性相斥，異性相吸)，這種變化的磁性作用力，帶動(dòng)振膜等材料振動(dòng)，從而發(fā)出聲音。

2.分類
主要有3種：動(dòng)圈、動(dòng)鐵、圈鐵。

①動(dòng)圈：

動(dòng)圈式揚(yáng)聲器主要通過內(nèi)部的薄膜作為振動(dòng)源，薄膜上附有導(dǎo)線圈，利用電流流過線圈產(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。
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)難度小，成本低，低頻表現(xiàn)好，市場主流。
缺點(diǎn)：漏音、高頻部分衰減十分明顯。

②動(dòng)鐵：

動(dòng)鐵式耳機(jī)是通過一個(gè)結(jié)構(gòu)精密的連接棒傳導(dǎo)到一個(gè)微型振膜的中心點(diǎn)，從而產(chǎn)生振動(dòng)并發(fā)聲。
優(yōu)點(diǎn)：體積小、解決了漏音問題，可以用多個(gè)動(dòng)鐵單元提高各個(gè)頻段的音質(zhì)。
缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，貴，調(diào)音技術(shù)難度高。

③圈鐵：

發(fā)生單元包含動(dòng)圈和動(dòng)鐵，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)。

五、咪頭（歌爾、瑞聲、瑞勤、敏芯等）
1.功能：采集聲音，將空氣中的變動(dòng)壓力波轉(zhuǎn)化成變動(dòng)的電信號(hào)。
2.常用麥分類：

①駐極體麥克風(fēng)：

駐極體麥克風(fēng)使用了可保有永久電荷的駐極體物質(zhì)，不需要再對電容供電。（若駐極體麥克風(fēng)中內(nèi)置放大電路，則需要供電）
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：體積大，不方便SMT、引線長，造成信號(hào)衰減、生產(chǎn)工序多，一致性差、靈敏度不穩(wěn)定。

②MEMS麥克風(fēng)：

原理：通常由薄膜和電極組成的電容器和信號(hào)處理電路組成，集成在半導(dǎo)硅材料上，所以也稱硅麥克風(fēng)，硅麥一般都集成了前置放大器，甚至有些硅麥會(huì)集成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，直接輸出數(shù)字信號(hào)，成為數(shù)字麥克風(fēng)。
優(yōu)點(diǎn)：體積小，可SMT、產(chǎn)品穩(wěn)定性好。
缺點(diǎn)：價(jià)格較高。

六、天線

1.功能：收發(fā)無線2.4G藍(lán)牙信號(hào)。
2.常用4種天線分類：

①PCB板載天線
直接畫在PCB板子上，由于產(chǎn)品體積限制，音箱板常用，TWS耳機(jī)板較少用。
優(yōu)點(diǎn)：調(diào)試簡單，便宜。
缺點(diǎn)：面積大，方向性比較單一。

②FPC天線
板天線畫到黃色柔性塑料上。
優(yōu)點(diǎn)：適用于絕大多數(shù)小型電子產(chǎn)品，能做的頻段比較豐富，性能較好，成本較低。
缺點(diǎn)：每一款產(chǎn)品都需要進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試、人工貼片。

③陶瓷天線
體積小，在TWS耳機(jī)應(yīng)用廣泛。
優(yōu)點(diǎn)：體積小、便于應(yīng)用、成本低、性能較好并且只占用很小的空間。
缺點(diǎn)：對凈空區(qū)域要求較高，方向性比較單一，對擺放位置有要求。

④LDS天線
LDS天線則是采用激光直接成型技術(shù)，利用激光/鐳射/電鍍技術(shù)直接在耳機(jī)的塑膠外殼內(nèi)層鍍成金屬天線圖形，更進(jìn)一步的利用了耳機(jī)內(nèi)部空間。LDS天線需要產(chǎn)品塑膠外殼內(nèi)部有平整的平面給予其依附。
優(yōu)點(diǎn)：全方向性都可支持、接受能力強(qiáng)。
缺點(diǎn)：成本更加昂貴，并且對產(chǎn)品外表面工藝材料有特殊的要求。

七、對“杰理JL701N產(chǎn)品特點(diǎn)”的詳細(xì)解釋

1.支持藍(lán)牙5.3雙模(BR/EDR/BLE)，JL701N支持LE AUDIO及LC3編解碼

①雙模藍(lán)牙
就是芯片同時(shí)支持經(jīng)典藍(lán)牙EDR和低功耗藍(lán)牙BLE。
基本速率（BR）/增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（EDR），也稱為經(jīng)典藍(lán)牙，用于數(shù)據(jù)量大的音頻傳輸。
應(yīng)用吞吐量0.7-2.1 Mb/s。
低功耗藍(lán)牙（BLE），用于小量數(shù)據(jù)傳輸，例如和手機(jī)APP的交互。應(yīng)用吞吐量0.2 Mb/s

②常見藍(lán)牙音頻編解碼技術(shù)

上圖中的音頻編解碼協(xié)議是各大藍(lán)牙芯片廠家常用的協(xié)議，SBC是必須要實(shí)現(xiàn)的協(xié)議，LDAC目前音質(zhì)最好的。
杰理所有的藍(lán)牙芯片都支持SBC、AAC， JL701N還支持LDAC和LC3。
藍(lán)牙5.2版本后，誕生了LE Audio新的藍(lán)牙音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和LC3（BLE音頻強(qiáng)制編解碼器）。
LE Audio擁有LC3、多重串流音頻、廣播音頻三大功能，LC3主打高效的音頻編碼算法和較低的復(fù)雜度。
2.高集成度，外圍精簡。
3.內(nèi)置觸摸：高度成熟久經(jīng)市場驗(yàn)證，支持滑動(dòng)觸摸，支持電容式入耳檢測
4.加強(qiáng)抗干擾性能：復(fù)雜電磁環(huán)境下大幅緩解卡頓情況
5.ANC主動(dòng)降噪：AC/JL700N系列支持FF/FB單饋，JL701N支持Hybrid混合饋

①ANC主動(dòng)降噪的原理

用麥克風(fēng)準(zhǔn)確地采樣環(huán)境聲音，記錄背景噪音，反轉(zhuǎn)噪音信號(hào)以創(chuàng)建“反噪音”，然后將其添加到包括音樂的輸出信號(hào)中。當(dāng)反噪音信號(hào)到達(dá)您的耳朵時(shí)，它就會(huì)抵消實(shí)際的背景噪音。如圖所示，把音頻信號(hào)疊加的環(huán)境噪聲去掉。需要用降噪算法，芯片要有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
ANC主動(dòng)降噪方式通常有： FF前饋主動(dòng)降噪、FB反饋主動(dòng)降噪、Hybrid 混合主動(dòng)降噪、自適應(yīng)ANC。

②Feedforward ANC (FF)：前饋主動(dòng)降噪

前饋是最簡單的一種主動(dòng)降噪類型，噪音捕捉的麥克風(fēng)被放置在耳機(jī)的外部（外置麥克風(fēng)），稱之FF前饋。
優(yōu)點(diǎn)：噪聲靈敏度最好，可以很好地消除中頻噪聲，如語音或交通工具類的背景噪音。
缺點(diǎn)：噪音消除能力和佩戴姿勢相關(guān)，松散的姿勢，可能會(huì)讓額外的高頻噪音通過縫隙進(jìn)入耳朵。
前饋ANC對風(fēng)嘯和其他形式的附帶噪音更敏感，這些不可預(yù)測的噪音可能會(huì)被放大，降噪類型受到極大限制。

③Feedback ANC（FB）：反饋主動(dòng)降噪

麥克風(fēng)位于耳罩內(nèi)部（內(nèi)置麥克風(fēng)），或者位于佩戴者的耳朵內(nèi)部（耳塞式耳機(jī)）。
優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)置的麥克風(fēng)捕捉到的噪音更準(zhǔn)確地反映了佩戴者聽到的噪音，不管耳機(jī)佩戴的好不好，更能抵御風(fēng)嘯。
缺點(diǎn)：可能會(huì)失去高頻噪音抵消的靈敏度，在阻斷1-2 kHz范圍內(nèi)的噪聲方面，它落后于前饋ANC。
反饋型降噪必須應(yīng)對用戶的需要音頻（如音樂）也可能被內(nèi)置麥克風(fēng)捕捉到，處理后，可能喪失音樂細(xì)節(jié)。

④Hybrid ANC：混合主動(dòng)降噪

使用兩個(gè)麥克風(fēng)，一個(gè)在外面，一個(gè)在里面。結(jié)合前饋和反饋麥克風(fēng)來處理覆蓋所有的背景噪音。
優(yōu)點(diǎn)：此ANC算法可以更快、更準(zhǔn)確地做出反應(yīng)。使用混合技術(shù)，用戶將獲得最佳的噪聲衰減頻率覆蓋范圍和最低的錯(cuò)誤反饋降噪幾率?；旌螦NC仍然可以用于環(huán)境噪聲和隔音功能，同時(shí)保留準(zhǔn)確，量身定制的ANC的優(yōu)點(diǎn)。
缺點(diǎn)：混合ANC更昂貴。不僅有兩個(gè)麥克風(fēng)，而且這些麥克風(fēng)需要高質(zhì)量的(如數(shù)字麥克風(fēng))，性能更高的DSP。
開發(fā)人員還加倍進(jìn)行所有頻率和性能測試，以最大限度地消除噪聲。

⑤自適應(yīng)ANC：用算法彌補(bǔ)工作原理
由于混合ANC成本太高，因此廠商開始通過DSP算法來彌補(bǔ)前饋或反饋ANC的缺點(diǎn)，同時(shí)增加的成本又在可以接受范圍內(nèi)。

6.ENC通話降噪：基于AI智能降噪算法，支持單麥/雙麥降噪，支持風(fēng)噪抑制，降噪效果卓越
①原理：主動(dòng)降噪引擎將在檢測到環(huán)境噪音時(shí)，將雙麥克風(fēng)拾音的音頻信號(hào)傳回主控芯片，并經(jīng)過復(fù)雜的算法處理，從音頻信號(hào)中剝離出環(huán)境噪音信號(hào)。
②分類：單麥降噪和雙麥降噪
單麥降噪是通過單個(gè)麥克風(fēng)僅從語音信號(hào)和環(huán)境噪聲的個(gè)別特征進(jìn)行降噪處理。雙麥降噪是通過在不同位置安裝兩個(gè)麥克風(fēng)獲取環(huán)境噪音的時(shí)域特征，進(jìn)而進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波，通過判斷麥克風(fēng)信號(hào)的差異來確定噪聲信號(hào)，然后直接與語音信號(hào)相減，從而實(shí)現(xiàn)噪聲消除的效果。相對于單麥，雙麥降噪技術(shù)的效果更加優(yōu)秀。

7.低功耗：50%音量音樂播放功耗僅為5.5mA左右

8.低DAC底噪：噪底低至4.5μVrms

9.多路ADC輸入：助力打造純模擬麥高性價(jià)比產(chǎn)品

10.雙差分立體聲輸出：雙聲道隔離度高，互不串?dāng)_

相對于AC697N只有1對DAC音頻輸出腳（DACL DACR），701N芯片有2對DAC音頻輸出腳（DACL- DACL+, DACR- DACR+）可以組成雙差分立體聲輸出。差分音頻輸出具有更好的抗干擾。

11.支持一拖二，谷歌快連（GFPS）等功能
藍(lán)牙耳機(jī)一拖二：一個(gè)藍(lán)牙耳機(jī)能夠同時(shí)與兩臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備建立連接。這意味著用戶可以通過同一部藍(lán)牙耳機(jī)分別接聽或撥打電話給兩臺(tái)不同的智能手機(jī)。
谷歌快連（GFPS）: Android方便快速的連接耳機(jī)。利用耳機(jī)的BLE功能來發(fā)現(xiàn)附近支持藍(lán)牙的配件，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條彈出消息，詢問您是否要連接，點(diǎn)擊連接按鈕，連接更方便。

八．典型降噪藍(lán)牙耳機(jī)參數(shù)解答

1.圈鐵架構(gòu)HIF音質(zhì)