无线耳机并不是甚么新产品,但是以往的无线耳机通常有待机时间太短、体积过大、音质比不上有线耳机的缺点,因此一直无法取代有线耳机的市场。但随着苹果公司推出的iPhone 7取消掉3.5mm耳机孔,并推出无线耳机AirPods之后,无线耳机的发展趋势便成为市场关心的焦点。事实上,现在已经有一些无线耳机并不仅是拿掉耳机线,还添加了许多新功能,像是量测心跳、计算步数、距离,还加上防水、触控等功能,让耳机并不止于听音乐这个用途,这种新型态的产品,将扩大无线耳机的市场空间。
结合NFMI收发器技术 真正无线的无线耳机
只要有用耳机听音乐习惯的人,都会对恼人的耳机线感到厌烦,尤其是喜欢边运动边听音乐的人,这条耳机线更是限制了运动人士的活动自由度。因此,无线耳机成为摆脱耳机线的最佳选择。但是也因为没了耳机线,使得无线耳机需要内置电池,在那么小的耳机空间中,也只能置入小型电池,提供极为有限的电力,导致无线耳机运作的时间较短,降低了实用性。
目前Bragi公司推出了一款Dash无线耳机,除了拥有高质量的音乐播放能力,单次充电可以连续播放四个小时的音乐,此外,更针对运动需求,内置多种传感器功能。在跑步时,可以提供实时语音反馈、心律侦测、计步、跑步时间、消耗卡路里、跑步距离;在骑脚踏车时,则可以支持实时语音反馈、心律侦测、踩踏率与骑乘时间;在游泳时,则可以支持实时语音反馈、心律侦测、呼吸频率、游泳距离、游泳时间等侦测与计算。
为了支持运动功能的需求,该无线耳机具备防水能力,也支持触控操作,可以使用触控方式进行音量控制、环境声音穿透、蓝牙配对、音乐播放控制、活动跟踪控制等功能,并内置4GB内存空间,可以存储音乐档案,也内置Knowles数字微机电系统(MEMS)麦克风,以及在左右耳各有一个外部听觉麦克风与骨传导(EarBone)麦克风,使用起来相当方便。和其他无线耳机一样,Dash也是通过蓝牙的方式把手机和耳机连接起来,不过和绝大多数同类产品不同的是Dash的左右两个单元之间是没有线的,这也是Bragi公司把Dash称为“真正"的无线耳机的原因之一。
这款耳机能够做到如此轻巧,又具备多种功能,主要是采用了NXP的近场磁感应(Near Field Magnetic Induction, NFMI)收发器技术与Kinetis K24微控制器,近场磁感应之前主要应用在助听器中,用在耳机中还是很罕见的。为了支持触控与各种运动感应,其还内置多种传感器,包括高分辨率光学触控传感器、3轴加速计、3轴陀螺仪、3轴磁力计、双脉冲波血氧计等传感器。
为了做到左右两耳之间也不需要采用实体缆线来传输音频,该公司放弃采用2.4GHz射频技术,改采用NFMI收发器技术,因为NFMI收发器解决方案具备小巧、稳定的特性,并消耗极少的功耗,加上NFMI技术可以在水下运作,因此让这款无线耳机可以在游泳时使用。这款NXP NXH2280 NFMI收发器芯片具有低功耗、极佳的人体穿透性、人体对低频磁场的吸收极低、高带宽的特性,有更多的处理能力,尺寸足够小,可增加设计的弹性,是在双耳之间串流音频与数据的理想解决方案。
此外,搭配NXP的Kinetis K24处理器,其内置低功耗的120MHz ARM Cortex基于M4F的微控制器,包括1MB快闪内存、256KB SRAM,并采用晶圆级芯片尺寸封装(Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP),能够在极小的面积中,提供强大的控制器,非常适合像是耳机这种空间受限的应用。更多的资料,可参阅有关数据手册。艾睿电子ESC团队目前正在开发参考设计,并有专任的工程师支持这个解决方案,协助客户开发产品。
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随着半导体技术的快速发展,包括芯片制程与封装的方式的进步,都使得芯片的尺寸越来越小,所需的功耗也越来越低,这使得以往较难以制作的小体积、穿戴式装置,不再是难以实现的梦想。相信往后还会有更多体积更小、使用时间更长的无线耳机推出,如果价格可以压得更低,相信取代传统有线耳机市场,将会是指日可待的事。