拆解报告:小度智能真无线耳机

核心提示百度小度是依托于百度DuerOS智能语音系统的蓝牙音频品牌,旗下产品主要包括智能音箱、智能真无线耳机、学习平板、智能家居等。在TWS耳机市场,百度于2020年9月份发布了首款真无线耳机产品小度真无线智能耳机,搭载了百度人工智能翻译技术,进一

百度小度是依托于百度DuerOS智能语音系统的蓝牙音频品牌,旗下产品主要包括智能音箱、智能真无线耳机、学习平板、智能家居等。在TWS耳机市场,百度于2020年9月份发布了首款真无线耳机产品小度真无线智能耳机,搭载了百度人工智能翻译技术,进一步丰富了TWS耳机的功能和应用场景。

在2021年5月小度新品发布会上,小度智能真无线耳机 S1正式发布,在外观上延续了上代产品简洁的外观设计,但产品尺寸更小、重量更轻。配置上,采用蓝牙5.0主控芯片,内置13mm大尺寸动圈单元,支持AAC/SBC音频解码,搭配小度APP可实现手机弹窗、AI语音助手、骑行导航、语音笔记等功能。下面一起来看下这款产品的详细拆解吧~

一、小度智能真无线耳机 S1 开箱

包装盒正面展示有产品名称小度真无线智能耳机S1,"小度"品牌LOGO,“轻盈动听 智能随行”产品宣传语以及产品外观渲染图。

包装盒背面有“Baidu百度”品牌LOGO,公司名称:上海小度技术有限公司。标签上信息由产品名称:小度智能真无线耳机 S1,产品型号:XD-SWA14-2101,产品规格:5V-500mAh,生产日期:2021年05月,CMIIT ID:2021DP3044,以及出厂条形码等。

包装盒左侧有超大动圈畅听、舒适佩戴、持久续航三项产品功能特点。

右侧有小度助手、语音笔记、小度APP三项产品功能特点。

包装盒内物品有耳机、充电线和产品说明书。

USB-A to Type-C充电线。

小度智能真无线耳机 S1充电盒正面外观一览,采用了圆角方形的设计,边缘过渡非常的圆润。正面设计有“小度”品牌LOGO。

充电盒背面采用了一体式的转轴结构。

Type-C充电接口位于充电盒底部,旁边设置有一颗状态指示灯。

我爱音频网使用ChargerLAB POWER-Z KT002便携式电源测试仪对小度智能真无线耳机 S1进行有线充电测试,输入功率约为1.5W。

打开充电盒盖,耳机左右正序立于充电盒内,取出无需调整即可佩戴。

小度智能真无线耳机 S1 整体外观一览。

充电盒为耳机充电的金属顶针位于座舱底部。

小度智能真无线耳机 S1 耳机整体外观一览。

耳机内侧设置有条形的泄压孔,内部防尘网覆盖。

耳机出音嘴特写,内部细密防尘网覆盖,防止异物进入音腔。

耳机顶部还设置有一颗泄压孔,保证腔体内空气流通。

耳机柄底部麦克风开孔特写,内部防尘网覆盖。

充电盒为耳机充电的金属触点。

经我爱音频网实测,小度智能真无线耳机 S1整体重量约为39.6g。

单耳重量为4.0g。

二、小度智能真无线耳机 S1 拆解

通过开箱已经对小度智能真无线耳机 S1的外观设计有了详细的了解,下面进入拆解部分,来看看这款产品的内部结构设计及配置吧~

充电盒拆解

撬开充电盒座舱。

座舱内部结构正面一览,电池单元位于固定在座舱中间位置。

座舱内部结构背面一览。

座舱底部是椭圆形的主板单元,通过螺丝固定在塑料框架上。

取掉充电盒内部电路。

座舱底部设置的三颗方形磁铁,用于吸附充电盒盖和耳机。

电池背部设置有泡棉双面胶,用以填充电池所在的塑料框架,起到固定电池的作用。

锂离子聚合物电池型号WLY 902025,额定电压3.7V,额定容量:400mAh,出厂日期:2021年4月22日。

电池配备有电路板,提供电池过压过放以及过流保护。

Xinfeihong鑫飞宏FH8206二合一锂电保护IC,是一款高精度的单节可充电锂电池的一体化保护芯片,支持高精度的过压保护、过放保护、过电流放电保护等功能,采用节省空间的CPC-8封装。

Xinfeihong鑫飞宏FH8206详细资料图。

充电盒主板正面电路一览。

充电盒主板背面电路一览。

TPS思远 SY8821蓝牙耳机充电仓解决方案,内部集成充电模块和放电模块。充电电流外部可以调节;放电模块集成两路输出限流开关,提供了独立的负载存在检测和负载插入检测,同时支持输出电流检测。芯片集成NTC保护功能,更安全的对电池进行充放电。

SY8821能够匹配所有蓝牙主控对电源特性的要求,5V常开及掉电压模式可选,常输出功耗低至3uA,1~4灯灵活配置,无需定制料号,按键、Hall控制可选,无需外部MCU,单芯片即可实现TWS充电仓应用设计,大大降低备货的风险。在当前半导体供应紧缺的现实情况下,SY8821是保证交付的优选产品。思远半导体全线充电仓解决方案都通过IEC62368认证要求,降低客户过认证风险。

据我爱音频网拆解了解到,思远半导体的电源管理芯片目前已被Marshall、声阔、JBL 、OPPO、小米、百度、万魔、233621、传音、魔宴、创新 科技 、一加等众多知名品牌采用。

TPS思远 SY8821详细资料图。

电源管理IC外置升压电感。

两颗不同颜色的LED指示灯。

丝印T12的TVS,用于输入过压保护。

用于充电盒为耳机充电的pogo pin。

耳机拆解

进入耳机拆解,首先沿合模线撬开耳机头。

取掉扬声器单元。

前腔内侧泄压孔特写。

取出后腔内电池。

后腔内圆形磁铁通过卡槽和胶水固定在腔体壁上,用以与充电座舱吸附。

扬声器背面特写,T铁四周设置有调音孔。

扬声器与一元硬币大小对比。

经我爱音频网实测,扬声器尺寸约为13mm,与官方宣传一致。

扣式软包电池丝印信息T18-COIL,出厂日期2021年03月29日。

电池背面导线焊接正负极。

扬声器和电池导线过孔连接到耳机柄内主板上。

焊掉电池与排线连接正负极焊点,排线电路一览。

扣式软包电池型号:1045PF4B,容量:0.134Wh,电压:3.85V,生产日期:2021年4月16日。

电池背部丝印二维码。

撬开耳机柄盖板。

盖板内侧设置有触摸和蓝牙天线,丝印信息T18-PIFA-V2.3。

主板通过大量胶水固定在耳机柄内。

两颗不同颜色的LED指示灯特写,通过海绵包裹防止漏光。

两颗金属弹片,用于连接蓝牙天线。

丝印2E的触摸检测IC。

取掉主板,背面电路一览。

拾音麦克风外部橡胶罩密封,提升声学性能。

镭雕 1010 1071的MEMS硅麦克风特写,用于语音通话、AI语音助手操控拾音。

耳机柄底部为耳机充电的pogo pin,设置有橡胶圈防水。

镭雕YL240的晶振,为蓝牙芯片提供时钟。

Actions炬芯 ATS3015 蓝牙音频SoC,具有高性能、低功耗、低成本等特点。内核采用RISC32 精简指令集结构,内置大容量存储空间以满足不同的蓝牙应用。支持蓝牙5.0双模,支持蓝牙音频播放,同时加载音效,支持蓝牙免提通话,回声消除和降噪算法。

据我爱音频网拆解了解到,目前已有倍思 AirNora 真无线蓝牙耳机、喜马拉雅 小雅AI真无线耳机、疯米W1真无线耳机青春版、网易云音乐 氧气真无线耳机LITE版、足球/篮球造型真无线蓝牙耳机等产品采用了炬芯的蓝牙音频主控芯片,产品实力广受认可。

蓝牙主控外围功率电感。

ICM创芯微 CM1124 集成 MOSFET 单节锂电池保护 IC,CM1124 系列内置有高精度电压检测电路和延迟电路,通过检测电池的电压、电流,实现对电池的过充电、过放电、过电流等保护。适用于单节锂离子/锂聚合物可充电电池的保护电路。CM1124采用DFN1*1封装,集成度高,节省面积。

ICM创芯微 CM1124 详细资料图。

右耳内PCB板为蓝色设计,其它配置与左耳相同。

小度智能真无线耳机 S1 拆解全家福。

三、我爱音频网总结

小度智能真无线耳机 S1 在外观上设计上延续了上代的简洁风格,但在充电盒、耳机外观上都有所调整,并且体积重量上更加的小巧轻盈,提升携带的便携性和佩戴的舒适度。

内部电路方面,充电盒采用了Type-C接口进行电源输入,接口处设置有TVS用于输入过压保护;主板上搭载了思远 SY8821蓝牙耳机充电仓解决方案,内部集成充电和放电模块,以及NTC保护功能,用于为内置400mAh锂离子电池充电和放电为耳机充电。

耳机电路方面,扬声器和扣式软包电池位于耳机头内,通过导线与耳机柄内主板连接;耳机柄盖板上设置蓝牙天线,通过金属弹片连接主板。主板上,采用了炬芯 ATS3015 蓝牙音频SoC,支持蓝牙5.0双模,支持蓝牙免提通话,回声消除和降噪算法;创芯微 CM1124 集成 MOSFET 单节锂电池保护 IC,对耳机电池的过充电、过放电、过电流等保护;充电盒内部触点和耳机电路板均有TVS进行静电防护。

助听器麦克风的工作原理

MEMS(微型机电系统)麦克风外形较小,与目前广泛采用的驻极体麦克风相比,具备更强的耐热、抗振和防射频干扰性能。由于强大的耐热性能,MEMS麦克风采用全自动表面贴装(SMT)生产工艺,而大多数驻极体麦克风则需手工焊接。这不仅能简化生产流程,降低生产成本,而且能够提供更高的设计自由度和系统成本优势。

广告插播信息

维库3月份最新热卖芯片: PCD3311CT AD509JH LT1963AEQ-1.5 LTC1771IS8 TPS7133QDR SG556BYB IR2171 UCC2305DW B340A-13 XPC860DEZP50D4

想象一下不到普通麦克风一半大小并带有集成音频信号处理功能,MEMS麦克风可以作为单芯片手机一个集成部分。新型MEMS麦克风的全部潜能还有待挖掘,但是第一批采用这种技术的产品已经在多种应用中体现出了诸多优势,特别是中高端移动电话。

工作原理

英飞凌麦克风SMM310内含两块芯片:MEMS芯片和ASIC芯片。两颗芯片被封装在一个表面贴装器件中。MEMS芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片弹性硅膜。MEMS芯片的用作电容,将声压转换为电容变化。ASIC芯片用于检测MEMS电容变化,并将其转换为电信号,传递给相关处理器件,如基带处理器或放大器等。ASIC 芯片是标准的IC技术。因此,这种双芯片式方法能够快速向ASIC增添额外功能。这种功能既可以是额外构件,如音频信号处理、RF屏蔽,也可以是任何可以集成在标准IC上的功能。

性能特点

今天我们使用的大多数麦克风都是驻极体电容器麦克风(ECM),这种技术已经有几十年的历史。ECM 的工作原理是利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜。

与ECM的聚合材料振动膜相比,MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定,不会受温度、振动、湿度和时间的影响。由于耐热性强,MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊,而性能不会有任何变化。由于组装前后敏感性变化很小,这甚至可以节省制造过程中的音频调试成本。

MEMS麦克风需要 ASIC提供外部偏置,而ECM则不需要这种偏置。有效的偏置将使整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数。MEMS芯片的外部偏置还支持设计具有不同敏感性的麦克风。

传统ECM的尺寸通常比MEMS麦克风大,并且不能进行SMT操作。SMT回流焊简化了制造流程,可以省略一个制造步骤,而该步骤现在通常以手工方式进行。

IC与驻极体电容器麦克风内信号处理电子元件并无差别,但这是一种已经投入使用的技术。在驻极体中,必须添加IC,而在MEMS麦克风中,只需在IC上添加额外的专用功能即可。与ECM相比,这种额外功能的优点是使麦克风具有很高的电源抑制比。也就是说,如果电源电压有波动,则会被有效抑制。

SMM310的智能ASIC设计使得其功耗非常低,只有标准ECM的三分之一(在1.5-3.3 V的电源电压下,SMM310的电流消耗为 ̄70 ?A,如表1所示)。

表1:新型SMM310硅基MEMS麦克风的特性参数。

另一个优点是集成在IC上的宽带射频抑制性能,这一点不仅对移动电话这样的射频应用尤其重要,而且对所有与移动电话工作原理类似的设备(如助听器)都非常重要。SMM310有一个金属盖,可以对射频进行屏蔽。

MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点,直径不到1mm的小型薄膜其重量同样轻巧,这意味着,与ECM相比,MEMS麦克风会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB 噪声产生更低的振动耦合。

广泛的应用领域

考虑到硅基麦克风的众多优势和系统成本,硅基麦克风对那些对尺寸、耐热性、振动和RF都有很高要求的中高端应用,将具有很大的吸引力,例如图1所示的应用实例。

图1:带有额外30pF 电容进行共模抑制的移动电话应用示例

尺寸不仅指麦克风器件的占位空间,还指那些能够通过ASIC更高程度集成可省去的分立器件的尺寸。具有上述要求的应用包括:中高端移动电话、数码相机、PDA或游戏控制台等。

A/D 转换器可以很容易地集成在ASIC中。通过给麦克风配备数字接口,音频信号就不会因为RF 噪声的干扰而失真。这对移动电话和笔记本电脑而言都是一个优势。

对于笔记本电脑而言,硅基麦克风还有另一个优点。在VoIP日渐风行的情况下,笔记本电脑可以当作电话来使用。采用麦克风阵列软件,可以对笔记本电脑附近或整个空间(如会议室)的方向敏感性进行调节。但要计算来自一个阵列中不同麦克风的延迟信号的声音方向,则需要具有非常稳定性能的麦克风,如MEMS麦克风。

除消费应用和数据处理应用领域外,MEMS麦克风对工业、医疗及汽车行业也有很大的吸引力,从机器监视、助听器到车载免提装置等应用都有可能用到MEMS麦克风。中高端应用的系统成本大致相同。但是,MEMS麦克风还有很大的发展潜力。现在也许就是了解这种全新技术的大好时机,以便将来从中受益。

技术展望

英飞凌推出新产品系列?硅基MEMS麦克风,该产品系列中的第一款产品是SMM310?SMT模拟输出单端麦克风。半导体制造商具备制造该产品系列的核心能力。首先是MEMS设计和制造能力,其次是ASIC(专用集成电路)设计和制造能力,最后是大批量低成本封装能力。迄今为止,声频公司一直占据着几乎整个 MEMS麦克风市场。声频公司必须依赖半导体代工厂提供相关技术并与他们分享利润。现在,像英飞凌这样的半导体公司的进入意味着该市场拥有了新的选择,并且降低了元件购买者的风险。

尺寸的进一步缩小将会受到制造过程中标准自动化贴装工具的限制,因为音频端口不能采用真空工具进行操作。其实限制主要来自MEMS尺寸本身,MEMS的尺寸不到当今普通麦克风的一半。

ASIC 中将集成更多功能,A/D 转换和数字输出是第一步。此外,还可利用标准构件,如风噪信号过滤构件。专用接口和信号预处理也将成为一个很大的应用领域。RF 屏蔽也将得到进一步改进。

在音频方面,也会有很多变化。SMM310针对人声进行了优化,但是在20Hz-20kHz的频率范围内,还有较高的声学敏感性。很难预测何时会出现带有集成式麦克风并能记录美妙立体声的单片式录像电话,但是,毫无疑问我们正在朝着这个方向发展。

麦克风按材料可分bai为三种即电磁麦克风、du压电麦克风、驻极zhi体麦克风,他们各具dao体点,目前广泛使用的是驻极体麦克风。随着科技的进步和助听器技术的发展,根据麦克风方向性功能不同,又出现了以下几种麦克风:

1、全向性麦克风:可感受到所有方向上的声压变化,且在各个方向上收到的声音强度是一样的,与麦克风和声源间的相对位置无关。

2、单一麦克风实现指向性:为了帮助听力障碍者听清前方谈话者的声音,可以将麦克风设计成具有指向性,其对前面传来的声音比对后面传来的声音敏感。

3、双麦克风实现指向性:它采用前后两个麦克风进行定向处理,同样后侧麦克风获得的声信号需延迟,以保证与前麦克风接收到得后方信号同时到达。再将前麦克风信号减去后麦克风信号,这样保留前面的声音信号即得到指向效果。

 
友情链接
鄂ICP备19019357号-22