人聽到聲音的方式主要有兩種,一種是空氣傳導,聲音經過耳道震動耳膜,觸發聽覺。入耳式、半入耳式、頭戴式等傳統耳機都是通過耳道里的空氣進行傳聲,但在戶外運動時,可能會因對外界環境音的感知變弱,使安全事故發生的風險增大。
另一種方式便是骨傳導,通過顱骨將聲音傳至聽覺神經,跳過耳道通過聽覺神經感知聲音,骨傳導耳機的工作方式就是如此。
無需入耳,讓運動更自如
作為目前藍牙音頻市場上比較重要的一個品類,骨傳導耳機基于骨傳導傳輸技術,將電信號轉化的聲波振動信號直接通過顳骨傳至聽神經,無需通過外耳道、鼓膜、鼓室等傳統氣導傳遞介質。由于省去了部分聲波傳遞步驟,因此不僅能在戶外嘈雜的環境中實現清晰的聲音還原,而且聲波也不會因為在空氣中擴散而影響到他人。
與傳統耳機佩戴方式不同,骨傳導耳機發聲腔體無需入耳,釋放了耳道,同時還解決了入耳式耳機的聽診器效應,也減少了耳道感染避免中耳炎、耳鳴、聽力減退等疾病的發生,逐漸成為戶外運動和慢跑愛好者的絕佳之選。
從技術實現來看,骨傳導耳機音源相對入耳式耳機更加開放,難以進行被動式的隔音物理降噪,因此要實現良好音質體驗對產品設計的要求更高。例如耳機需要更高的靈敏度,從而獲得更準確的聲音;開放音源環境容易損失低音,需要高輸出功率的功放以獲得更好的低音;只有骨傳導耳機左右聲道不相互影響形成串擾才能獲得清晰音質,因此功放左右聲道分離度要求也非常高。
此外,由于骨傳導耳機使用場景多為戶外運動或特殊環境下時佩戴,因此功耗和續航也是其產品設計必須考慮的要點。如果內部的音頻功放具有低靜態功耗和高效率,在保證續航的前提下骨傳導耳機就可以使用更小的電池,節省整個產品的重量,同時也讓佩戴更舒適。
匠芯筑造好聲音,D類功放的實力之選
音頻功率放大器,顧名思義就是對較小的音頻信號進行放大,使其功率增加以達到較高的音量輸出,使用戶更加清晰地聽到聲音,同樣也是骨傳導耳機音頻系統的核心和靈魂。
D類功放將模擬音頻信號轉換成PWM脈寬調制編碼音頻信號,并由PWM信號控制大功率開關器件通斷,然后用輸出的大功率PWM信號經低通濾波器濾波后得到的模擬音頻信號去驅動喇叭負載。基于上述工作原理,D類功放具有比AB類功放高得多的放大效率。ADI的MAX98306即是此D類功放的典型代表。
業界出色的MAX98306能夠以D類放大器的效率提供AB類放大器的音頻性能,并提供5種可選增益(6dB、9dB、12dB、15dB和18dB),具有有源輻射抑制的邊沿速率和過沖控制電路,結合無濾波、擴展頻譜調制架構(SSM)提供優異的EMI性能,省去了傳統D類數字功放中常見的輸出濾波電路,這些功能大大減少了系統所需的元件數量,現已被市面上主流的骨傳導耳機所應用。
MAX98306芯片框圖
在信號的傳輸上,MAX98306能在5V供電、8Ω負載下提供1.4W輸出功率(1% THD+N),為骨傳導耳機提供良好的低音表現。串擾為-110dB @ 1kHz,有效避免了左右耳的聲頻信號串擾,保障了用戶在使用骨傳導耳機時優秀的音質感受體驗。
同時,為盡可能使骨傳導耳機擁有更長的播放時間,MAX98306自身的低功耗表現同樣突出——3.7V供電時的靜態電流為2.0mA,靜態功率僅有7.4mW。8Ω+68μH負載1.4W輸出功率下的效率也高達92%,能有效延長骨傳導耳機的電池使用時長。在這喧囂的時代,如果沒有耳機與音樂,就好像沒有了靈魂,怎么能行?匠芯筑造好聲音,ADI憑借在聲學領域多年的技術積累,在開放聆聽的骨傳導耳機品類上,積極與合作伙伴攜手研發適用于運動人群的高性能耳機,使更多運動愛好者關注運動安全、享受運動樂趣、感受美妙聲音!
原文轉自亞德諾半導體
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