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TWS耳機(jī)是目前電子消費(fèi)市場(chǎng)非?;馃岬囊活惍a(chǎn)品,手機(jī)品牌、傳統(tǒng)音頻廠商、新晉TWS耳機(jī)品牌在不斷地推出新的產(chǎn)品。而隨著產(chǎn)品性能的提升,功能的不斷豐富,受到了越來(lái)越多消費(fèi)者的認(rèn)可,用戶人群在快速普及,市場(chǎng)也在繼續(xù)擴(kuò)大。
TWS耳機(jī)的快速發(fā)展,也帶動(dòng)了主控芯片、電源管理IC、無(wú)線充電接收芯片、充電盒電池、耳塞電池、傳感器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈銷量的快速增長(zhǎng)。為了進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品在不斷升級(jí),促進(jìn)了TWS耳機(jī)性能、功能、質(zhì)量的提升,形成良性循環(huán)推動(dòng)著TWS耳機(jī)市場(chǎng)的穩(wěn)定健康發(fā)展。
我愛音頻網(wǎng)持續(xù)關(guān)注TWS耳機(jī)市場(chǎng),實(shí)時(shí)為小伙伴們分享最新的市場(chǎng)資訊、產(chǎn)品新聞,并相繼發(fā)布了近300篇拆解報(bào)告。而此次,我愛音頻網(wǎng)便是根據(jù)拆解,來(lái)為大家做一張完整的TWS耳機(jī)零部件列表,看看要打造一款TWS耳機(jī),究竟會(huì)需要多少零部件~
一、TWS耳機(jī)產(chǎn)品解讀
TWS耳機(jī)即 True Wireless Stereo 真正無(wú)線立體聲耳機(jī),其外部完全摒棄了線材連接的方式,主要通過藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。主要功能有聽歌、通話、看視頻、游戲等,同時(shí)也具備著未來(lái)承載多媒體入口的巨大潛力。
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2022-9-27 16:01 上傳
產(chǎn)品形態(tài)上,TWS耳機(jī)最主要的特征是兩只耳機(jī)獨(dú)立存在,既沒有連接到輸入端移動(dòng)設(shè)備的線材,也沒有了兩只耳機(jī)之間的線材連接。完全避免了線材的束縛,并且可實(shí)現(xiàn)單雙耳佩戴,帶來(lái)非常靈活便捷的佩戴體驗(yàn)。
外觀設(shè)計(jì)上目前市面上主流產(chǎn)品多采用“柄狀”和“豆式”兩種形態(tài),部分主打運(yùn)動(dòng)市場(chǎng)的產(chǎn)品采用了佩戴更加穩(wěn)固的耳掛式結(jié)構(gòu),以及逸鷗旗下的一款骨傳導(dǎo)耳機(jī)采用了獨(dú)特的耳夾式設(shè)計(jì)。
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除了便捷的佩戴方式之外,TWS耳機(jī)迅速火爆的另外一個(gè)原因是作為手機(jī)配件產(chǎn)品與手機(jī)的完美配合,以及相較于傳統(tǒng)耳機(jī)豐富的功能體驗(yàn)。
TWS耳機(jī)在誕生之初,由于音質(zhì)、續(xù)航、延遲等問題備受詬病,但便捷的佩戴體驗(yàn)、無(wú)任何線材的輕巧時(shí)尚外觀設(shè)計(jì)為其收獲了第一批用戶群體。而隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步,TWS耳機(jī)各項(xiàng)性能開始逐步提升,用戶群體也開始大規(guī)模增加。
到了近兩年,主動(dòng)降噪、通話降噪、空間音效、無(wú)線充電、游戲模式等等眾多新功能的加入,進(jìn)一步提升了TWS耳機(jī)的使用體驗(yàn),TWS耳機(jī)銷量快速提升。目前走在街道上、乘坐公共交通,TWS耳機(jī)與手機(jī)一樣成為了出鏡率最高的產(chǎn)品。
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作為一款音頻產(chǎn)品,TWS耳機(jī)最基本的功能依舊是滿足用戶在休閑娛樂、通勤、辦公等場(chǎng)景中對(duì)于音樂播放的需求。而短視頻平臺(tái)的興起,使得TWS耳機(jī)在觀影方面的應(yīng)用也在快速增長(zhǎng)。
通話降噪功能的加入使得耳機(jī)雖然遠(yuǎn)離嘴巴,但同樣能夠提供清晰的通話效果,加上便捷的通話體驗(yàn),使其成為了眾多商務(wù)人士的必備產(chǎn)品;而主動(dòng)降噪功能則又進(jìn)一步提升了TWS耳機(jī)的使用體驗(yàn),在嘈雜的環(huán)境下依舊能夠?yàn)橛脩籼峁┣逦挠耙粢纛l效果。
從目前的TWS耳機(jī)的功能應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)看,未來(lái)還或?qū)⒋钶d健康監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)等功能。并且還可能隨著技術(shù)的發(fā)展,成為獨(dú)立存在的產(chǎn)品,無(wú)需通過連接音頻設(shè)備端即可進(jìn)行音頻播放。以及成為物聯(lián)網(wǎng)的接入端口,擴(kuò)展豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。
二、TWS耳機(jī)零部件解讀
上文中從TWS耳機(jī)的產(chǎn)品形態(tài)、外觀設(shè)計(jì),以及功能應(yīng)用講了下TWS耳機(jī)為什么會(huì)在近幾年越來(lái)越火爆,成為了人手必備的火熱單品。下面讓我們從頭到尾來(lái)看看打造一款TWS耳機(jī)究竟需要哪些部件。
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目前市場(chǎng)上的主流TWS耳機(jī)產(chǎn)品,主要由充電盒和左右兩只耳機(jī)組成。充電盒除外殼之外的元器件主要包括:電源管理芯片及MCU、電池、電源輸入接口、鋰電保護(hù)IC、MOS、無(wú)線充接收線圈和芯片(支持無(wú)線充電功能),以及承載和連接這些元器件的PCB板、FPC排線和導(dǎo)線等。
耳機(jī)主要元器件包括揚(yáng)聲器、電池、麥克風(fēng)、天線,入耳檢測(cè)傳感器、觸控傳感器、加速度傳感器,藍(lán)牙音頻主控芯片、降噪芯片(支持主動(dòng)降噪功能)、鋰電保護(hù)IC、程序存儲(chǔ)器等等。因?yàn)槭莾芍欢鷻C(jī),所以所有元器件均需成對(duì)配置。
1、TWS耳機(jī)配件
充電線
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目前的主流TWS耳機(jī)充電線絕大多數(shù)已經(jīng)更新為了Type-C充電接口,僅有少數(shù)老的產(chǎn)品還在使用Micro USB接口。Type-C充電線與安卓手機(jī)、電腦、平板等移動(dòng)設(shè)備通用,外出攜帶僅需一套充電設(shè)備,提升了便捷性。
耳塞
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耳塞是入耳式耳機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配件,耳塞深入耳道,使耳道形成了封閉的空間,提升降噪性能,提供更加沉浸式的聽音體驗(yàn),同時(shí)也提升了佩戴的穩(wěn)定性。
目前的主流TWS耳機(jī)多配備大、中、小三種規(guī)格,用以滿足不同用戶的耳道。但也有許多品牌產(chǎn)品配備有更多尺寸的耳塞,進(jìn)一步提升用戶佩戴體驗(yàn)。
2、TWS耳機(jī)充電盒
模具
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模具是TWS耳機(jī)在設(shè)計(jì)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),不同于非品牌耳機(jī)可以采用相對(duì)便宜的公模,品牌耳機(jī)多進(jìn)行私人定制,又或是直接買斷,從而與其他產(chǎn)品產(chǎn)生差異性,來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)力。
耳機(jī)模具的開發(fā)根據(jù)產(chǎn)品要求的不同價(jià)格也會(huì)不同,費(fèi)用從基礎(chǔ)的50萬(wàn)到100萬(wàn)、200萬(wàn)不等。模具的優(yōu)劣直接影響著產(chǎn)品的性能穩(wěn)定、用戶的使用體驗(yàn)。
充電盒蓋轉(zhuǎn)軸、磁鐵
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充電盒轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)和磁鐵在TWS耳機(jī)中主要應(yīng)用于充電盒開關(guān)蓋結(jié)構(gòu),兩者起到了相輔相成的作用,搭配霍爾元件,還實(shí)現(xiàn)了耳機(jī)的自動(dòng)連接/自動(dòng)斷開連接功能。
旗艦級(jí)的中高端產(chǎn)品在這方面做得相對(duì)較好,一般會(huì)采用單獨(dú)的金屬轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu),提升強(qiáng)度和使用壽命。搭配磁鐵的吸引/排斥,開關(guān)手感流暢舒適,不易自動(dòng)關(guān)閉,關(guān)蓋后結(jié)構(gòu)也非常穩(wěn)定。低端產(chǎn)品多采用一體式轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu),容易自動(dòng)開關(guān)蓋,且部分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松松垮垮。
PCB印制電路板
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PCB印制電路板即Printed circuit boards,又稱印刷電路板,是電子元器件電氣連接的承載者。TWS耳機(jī)也不例外,采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò),提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。
電池
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TWS耳機(jī)充電盒內(nèi)電池通常為聚合物軟包電池,主要分為方形的軟包電池和圓柱電池兩種類型,負(fù)責(zé)給耳機(jī)電池提供備用能源,以及供充電盒內(nèi)部電路使用。一般情況下充電盒內(nèi)只采用一塊電池,容量在300-600mAh。但目前已經(jīng)有部分產(chǎn)品開始采用兩塊電池的方案,從而能夠更好地利用內(nèi)部空間,提升電池容量,從而提高整體續(xù)航。
充電接口
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USB Type-C 是最新的USB接口外形標(biāo)準(zhǔn),Type-C接口具有體積小,不分正反面的使用等優(yōu)勢(shì),在目前的電子消費(fèi)市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的通用性。因此,新款TWS耳機(jī)產(chǎn)品均已更新為了Type-C接口,僅有少數(shù)老款在售產(chǎn)品為Micro USB接口。
電源管理芯片
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電源管理芯片被安裝在TWS耳機(jī)倉(cāng)內(nèi),主要起到兩方面作用:一是負(fù)責(zé)充電倉(cāng)內(nèi)部的電池充電,二是負(fù)責(zé)充電倉(cāng)內(nèi)部電池升壓輸出從而為耳機(jī)充電。此外,還需要實(shí)現(xiàn)安全防護(hù),防止內(nèi)置鋰電池過充、過放、過流、短路等保護(hù)功能。
電源管理芯片組包含充電芯片、同步整流升壓轉(zhuǎn)換器、低壓差穩(wěn)壓器、負(fù)載開關(guān)、輸入過壓過流保護(hù)芯片等。電源管理芯片有3種常見模式:PMIC加通用MCU的傳統(tǒng)方案、charger+boost+MCU單芯片全集成方案、charger+MCU的單芯片再外掛boost的方案。
充電倉(cāng)MCU
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MCU即 (Microcontroller Unit) 微控制單元,TWS耳機(jī)充電倉(cāng)MCU主要實(shí)現(xiàn)的功能有:充電管理(充電+升壓)、倉(cāng)與耳機(jī)的互動(dòng)(通訊、藍(lán)牙互聯(lián))、倉(cāng)與手機(jī)的互動(dòng)(精準(zhǔn)電量彈窗顯示,用藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)透?jìng)鳎o(wú)線充。
鋰電保護(hù)芯片
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鋰電保護(hù)芯片主要通過檢測(cè)電池的電壓、電流,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的過充電、過放電、過電流等保護(hù),確保安全穩(wěn)定使用。
連接器:BTB連接器、金屬?gòu)椘⒔饘夙斸?/strong>
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連接器是TWS耳機(jī)中連接各個(gè)組件的器件,通過這些連接器的連接,TWS耳機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)元器件之間的連接運(yùn)行。目前TWS耳機(jī)中采用的產(chǎn)品主要有BTB連接器、金屬?gòu)椘?、金屬頂針等,根?jù)連接組件的不同,采用最適合的產(chǎn)品,減少人工,并易于檢測(cè)。
無(wú)線充電接收線圈(支持無(wú)線充電產(chǎn)品)
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無(wú)線充電是目前眾多中高端旗艦產(chǎn)品都會(huì)搭載的一項(xiàng)功能,為用戶提供更加便捷的使用體驗(yàn)。無(wú)線充電模塊主要由無(wú)線充電接收線圈和接收芯片兩部分組成。
無(wú)線充電器的發(fā)射線圈基于一定頻率的交流電通過電磁感應(yīng)效應(yīng)在接收線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將電能量從發(fā)射端轉(zhuǎn)移到接收端,搭配無(wú)線充電接收芯片,進(jìn)而給TWS充電盒里的電池供電。
無(wú)線充電芯片(支持無(wú)線充電產(chǎn)品)
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無(wú)線充電芯片是無(wú)線輸入電源的電源管理芯片,集成充電單元和電源管理、保護(hù)功能,搭配無(wú)線充電接收線圈,為TWS耳機(jī)充電盒實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電功能。
霍爾元件
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霍爾用在TWS耳機(jī)中主要起到開關(guān)蓋自動(dòng)連接和自動(dòng)斷開連接功能,是TWS耳機(jī)使用非常便捷的配件支持。霍爾元件通過感知充電盒盒蓋開啟、關(guān)閉時(shí)的磁場(chǎng)變化,進(jìn)而通知充電盒MCU和耳機(jī)與已連接設(shè)備配對(duì)或斷開連接。
指示燈
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指示燈用于TWS耳機(jī)充電盒反饋剩余電量情況、充電狀態(tài)等功能,主要通過個(gè)數(shù)、不同顏色、閃爍頻次等加以區(qū)分。
3、耳機(jī)
耳機(jī)中如模具、磁鐵、PCB、連接器、LED指示燈、充電IC、鋰電保護(hù)IC等部件與充電盒中作用相同,下文中不再描述。主要來(lái)看看與充電盒中不同的元器件都有哪些~
模具
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TWS耳機(jī)模具在上文中已經(jīng)提到了,這里不做過多贅述。與充電盒的不同之處在于耳機(jī)分左右耳,又由于左右耳佩戴方向的不同,因此左耳、右耳模具均需要單獨(dú)開發(fā),多為對(duì)稱式設(shè)計(jì)。
發(fā)聲單元
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在TWS耳機(jī)中,發(fā)聲單元起到將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)的作用,主要包括動(dòng)圈和動(dòng)鐵兩種,這兩種發(fā)聲單元會(huì)進(jìn)行組合搭配,或者獨(dú)立使用。使用個(gè)數(shù)會(huì)根據(jù)耳機(jī)對(duì)音質(zhì)的要求而有所增減,例如單動(dòng)圈、單動(dòng)鐵、雙動(dòng)鐵等不同的方案。此外市場(chǎng)上也出現(xiàn)了圈鐵模組,動(dòng)瓷喇叭等新興方案。
MEMS麥克風(fēng)
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MEMS麥克風(fēng)是一種采用MEMS技術(shù)將聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)的聲學(xué)傳感器,在TWS耳機(jī)中的作用主要是用于拾音功能,搭配降噪算法,為用戶提供清晰地語(yǔ)音通話效果、精準(zhǔn)的AI語(yǔ)音操控以及主動(dòng)降噪等功能。
電池
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TWS耳機(jī)的兩只耳機(jī)內(nèi)均需要內(nèi)置電池,電池為了適應(yīng)不同的耳機(jī)形態(tài),主要分為三個(gè)種類。分別是聚合物的軟包電池、紐扣電池和針型電池三種,適應(yīng)不同外觀設(shè)計(jì),容量在30-60mAh,供內(nèi)部電路、揚(yáng)聲器等元器件使用。
藍(lán)牙天線
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天線是TWS耳機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接的重要功能部件之一,主要起到將藍(lán)牙芯片輸出的高頻電流能量轉(zhuǎn)化為電磁波輻射出去,或者將空間電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻電流能量發(fā)送給接收機(jī)的作用。TWS耳機(jī)中主要應(yīng)用的藍(lán)牙天線有印刷天線、FPC天線、陶瓷天線和LDS天線四種。
入耳檢測(cè)傳感器
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入耳檢測(cè)在TWS耳機(jī)中實(shí)現(xiàn)摘掉耳機(jī)自動(dòng)暫停,佩戴耳機(jī)自動(dòng)恢復(fù)播放功能。還用于識(shí)別單/雙耳佩戴模式進(jìn)行切換,以及通話時(shí)切換耳機(jī)和手機(jī)聽筒。目前的TWS耳機(jī)中主要通過光學(xué)紅外激光和電容式感應(yīng)兩種方式實(shí)現(xiàn)。
電容觸摸傳感器
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目前TWS耳機(jī)市場(chǎng),耳機(jī)的操作控制主要由物理按鍵、觸摸按鍵和壓感按鍵三種方式。觸摸按鍵是目前應(yīng)用最多的一種方案,可支持單擊、雙擊、三擊、長(zhǎng)按以及滑動(dòng)多種操控模式。電容觸摸傳感器便是為其提供支持的部件,搭配觸摸檢測(cè)IC,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的精準(zhǔn)操控。
觸摸檢測(cè)芯片
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觸摸檢測(cè)IC在電容觸摸傳感器中已經(jīng)提到,在TWS耳機(jī)中主要用于檢測(cè)傳感器的狀態(tài)變化,上報(bào)到主控芯片,再由主控進(jìn)行各項(xiàng)功能控制。目前已經(jīng)有許多主控芯片集成觸控檢測(cè)功能。
壓力感應(yīng)傳感器(支持壓感按鍵產(chǎn)品)
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壓力傳感器是在TWS耳機(jī)上最新應(yīng)用的一種交互方式,通過感受壓力的變化實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的操控。擁有與物理按鍵接近的精準(zhǔn)度但無(wú)需開孔,相較于觸摸按鍵操控更加準(zhǔn)確,且避免了誤觸以及敲擊帶來(lái)的聽診器效應(yīng)。
壓力感應(yīng)芯片(支持壓感按鍵產(chǎn)品)
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與上文提到的觸控檢測(cè)芯片功能相近,主要用于支持壓感按鍵的TWS耳機(jī)產(chǎn)品中。用來(lái)檢測(cè)壓力感應(yīng)傳感器狀態(tài),上報(bào)主控進(jìn)行各項(xiàng)功能的操控。
骨傳導(dǎo)傳感器
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骨傳導(dǎo)傳感器主要應(yīng)用于部分中高端產(chǎn)品上,主要通過震動(dòng)來(lái)判斷是否為主體人聲,用于通話降噪功能,將骨振動(dòng)信號(hào)和麥克風(fēng)信號(hào)結(jié)合,提升通話的清晰度;用于語(yǔ)音交互、語(yǔ)音喚醒功能,降低外部聲音可能導(dǎo)致的誤觸發(fā)問題,提高交互的準(zhǔn)確性。
藍(lán)牙音頻SoC
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藍(lán)牙音頻主控芯片是TWS耳機(jī)中最為重要的元器件,是TWS耳機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接、音頻處理、耳機(jī)電源管理、智能交互等功能的基礎(chǔ),其地位相當(dāng)于手機(jī)中的CPU處理器。主要通過藍(lán)牙技術(shù)將耳機(jī)與手機(jī)等播放設(shè)備相連,并通過監(jiān)聽、轉(zhuǎn)發(fā)、雙通路連接等模式將終端發(fā)出的音頻信號(hào)同時(shí)傳給兩只耳機(jī),組成立體聲系統(tǒng)。
降噪芯片
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降噪芯片主要應(yīng)用于支持主動(dòng)降噪功能的TWS耳機(jī)產(chǎn)品上,用以處理麥克風(fēng)收集的外部噪音信號(hào),經(jīng)過處理后輸出相應(yīng)的反向聲波,再由揚(yáng)聲器發(fā)出反向聲波抵消噪音。但隨著主控芯片開始集成主動(dòng)降噪功能,獨(dú)立的外掛降噪芯片開始使用的越來(lái)越少。
儲(chǔ)存器
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由于TWS耳機(jī)目前使用方式主要還是搭配手機(jī)、電腦、平板等移動(dòng)設(shè)備使用,因此內(nèi)部無(wú)需大容量?jī)?chǔ)存器。TWS耳機(jī)中的儲(chǔ)存器主要用于儲(chǔ)存藍(lán)牙配對(duì)信息以及各項(xiàng)預(yù)設(shè)功能等,目前絕大部分產(chǎn)品也都集成到了主控芯片上。
三、我愛音頻網(wǎng)總結(jié)
不同于手機(jī)產(chǎn)品,TWS耳機(jī)的精致小巧設(shè)計(jì),使得普通消費(fèi)者基本無(wú)法自行拆解,自主獲悉產(chǎn)品內(nèi)部都采用了哪些配置,以及對(duì)應(yīng)哪些功能。此次我愛音頻網(wǎng)根據(jù)近300篇的TWS耳機(jī)拆解報(bào)告,為大家詳細(xì)梳理了一下,雖可能會(huì)有遺漏,但希望能夠幫助到一些想要了解的小伙伴。
TWS耳機(jī)能夠成為目前消費(fèi)市場(chǎng)非?;鸨漠a(chǎn)品,其內(nèi)部各項(xiàng)配置為其提供了有力的支持。并且由于體積的限制,產(chǎn)品內(nèi)部需要極高的集成度來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的應(yīng)用。“麻雀雖小,五臟俱全”可以非常形象的描述TWS耳機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置。
而隨著TWS耳機(jī)的快速發(fā)展,技術(shù)的不斷進(jìn)步,如充電盒內(nèi)電源管理芯片、耳機(jī)內(nèi)主控藍(lán)牙SoC,正在不斷地融合周圍小的器件,集成度在不斷提高,從而使產(chǎn)品質(zhì)量更加可控、穩(wěn)定性也更好。另一方面,TWS耳機(jī)的功能還在逐漸豐富,高度集成的內(nèi)部配置也為未來(lái)新功能的應(yīng)用提供了空間。
從終端用戶而言,就是能夠真切感受到的音質(zhì)提升、延遲降低,續(xù)航時(shí)間更持久,使用體驗(yàn)越來(lái)越優(yōu)。而如主動(dòng)降噪、運(yùn)動(dòng)健康監(jiān)測(cè)等新功能的不斷豐富,使得應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷拓展,更進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)。
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