未來，真無線立體聲（TWS）設備將適用於日常生活中的任何聲學環境。近年來，無線音頻技術迎來迅猛發展，有望顛覆消費電子行業和健康行業。但它仍舊面臨挑戰，特別是在實用性和功能性與功耗處理需求的平衡方面。這意味著無線音頻設備往往比有線音頻設備更笨重、更昂貴、音質也較差。
在縮小體積的同時克服性能挑戰，一直是充分發揮這項新興技術潛力的主要壁壘。如今，搭載MEMS麥克風的新一代TWS設備有望解決這些問題。
▏讓聲音真正便攜
直到最近，頭戴式耳機和耳塞式耳機還受到線纜的束縛。聽者不得不待在音樂設備或其他娛樂設備的周圍，通常在幾英尺之內。
線纜可能非常麻煩，特別是在運動時，它會妨礙我們在健身房運動或室外慢跑時活動四肢。
但是便攜式聽力設備改變了這一切。它們利用藍牙標準，使用無線電信號在主控設備（比如：遊戲機或智慧型手機）與耳機之間傳輸音頻數據，而設備與設備之間完全不需要物理連接。
第一批無線頭戴式耳機和入耳式耳機並非多麼先進的音頻輸出設備——更像是已經存在了幾十年的有線頭戴式耳機和入耳式耳機。它們本身不能調節或放大聲音、消除失真、濾除背景噪音，也無法遠程做任何智能化的事情。於是，無線耳塞就應運而生了。
不同於通常使用線纜來連接兩個聽筒的傳統無線耳機，無線耳塞是真正的無線耳機。這意味著每個耳塞都是完全獨立的，並通過藍牙連接到輸出設備。這兩個耳塞既可以連接兩個，也可以連接一個——主控——然後將聲音從一個耳塞傳到另一個耳塞。
▏聲音的未來更加智能化
隨著TWS的出現，第一個壁壘——擺脫線纜——就被打破了。最初，它的作用與有線設備相同：播放音樂和語音通話。要想讓TWS成為真正適用於各種生活場景（辦公室、通勤路上或健身房）的設備，它就需要新的功能：透傳聆聽，以保持用戶對周圍環境的感知；主動降噪，以便用戶享受靜音體驗；以及高級波束成形，以便用戶可以在任何嘈雜的環境下打電話。這些功能都需要高質量的麥克風來拾取音頻輸入，並將其轉換為數字格式，以供進一步的處理。而高性能器件和先進的信號處理技術十分耗電。
為了實現較佳的電池壽命，一台真正的智能設備可以通過上下文語境和位置感知自行在各項功能之間切換：可以根據環境聲音的要求，在主動降噪模式和透傳模式之間切換——無需用戶觸發更改。例如：設備可能會在嘈雜的環境下放大人講話的聲音或與安全相關的音頻信號。這使得整個過程中不再需要猜測，改善了聆聽體驗。同時，它還可以根據用戶一天中的行程，大幅降低麥克風的功耗。
▏增強人類的聽力：可聽戴設備
TWS設備不僅可以用於改善通話和音頻聆聽，還可以是健康設備，例如可聽戴設備。就像可穿戴設備是戴在身上的一樣——可聽戴設備被戴在耳朵里。其功能類似於無線耳塞，但它專注於一系列健康和生活方式功能，例如：增強個人聽力和測量生物特徵。
可聽戴設備VS助聽器
助聽器是聽障人士的一項重要工具，由三大部分組成：麥克風、放大器和揚聲器。助聽器通過麥克風接收聲音，並將聲波轉換為電信號；然後，將它們發送到放大器，放大器增加信號的功率，然後通過揚聲器將它們傳送到耳朵里。
助聽器作為醫療器械，旨在供聽障人士使用，並且通常需要由醫療專業人士開具處方。
而可聽戴設備可以與助聽器一起發揮獨特的作用，與重點關注患有嚴重聽力障礙的人相反，它更多地關注增強日常聆聽體驗以及幫助那些患有輕度聽力損失的人。
在某些情況下，它確實為人們帶來了一些好處。首先，你不需要處方或醫療干預，就可以使用可聽戴設備。你可以直接使用它，非常簡單。與市面上的許多助聽器相比，其體積更小、更便攜——畢竟，市面上的助聽器更注重功能，而非形式。可聽戴設備可以直接塞入耳朵，看起來就像普通的耳塞。
另外，可聽戴設備也比助聽器便宜得多，通常成本在200到500美元之間，而醫用助聽器的成本平均為2372美元。雖然可聽戴設備並非治療聽力障礙的良藥，但它十分經濟靈活，再與先進的無線耳塞的智能功能相結合，意味著它可以成為一個真正有效的選擇，特別是對於那些只想在特定情況下提高聽力的人來說。
技術挑戰
但無線入耳式耳機、無線耳塞和可聽戴設備都面臨著同樣的挑戰——笨重的設計和噪音的影響。無線耳塞需要具備便攜性，也就是體積小，但同時其音頻的質量要高，否則不會有人使用。
衡量麥克風質量的一個好辦法是信噪比（SNR）。信噪比以分貝為單位，信噪比值越高，輸出越好。如果音頻設備搭載了低信噪比麥克風，你會聽到它發出嘶嘶聲——在透傳聆聽模式下，其聲音聽起來絕非人耳所聽到的那樣，頗為惱人。信噪比越高，聽到的干擾就越少，這就可以改善聆聽體驗。
儘可能地提高信噪比才是麥克風的終極目標，但由於物理限制，往往是說起來容易，做起來難——你需要權衡外形與功能：通常，更好的性能需要更大的元件。
▏MEMS 麥克風革新性設計
應對這些挑戰的關鍵是微型化、高質量的MEMS（微機電系統）麥克風。傳統的頭戴式耳機或耳塞的大部分體積是由許多提供上述高級功能的不同部件造成的。不過，英飛凌XENSIV MEMS麥克風等技術有助於應對這些挑戰：它具有高信噪比（SNR）高保真錄音效果，同時保持了小尺寸——從而在不增加設計尺寸的情況下，增強用戶的ANC或語音體驗。
在某些場景下，僅開啟必要的功能也很重要。通過高級處理來分析設備所處的聲學環境，就可以準確確定需要哪些音頻性能——如果不需要捕捉低音量，那麼麥克風可以切換到性能較低的省電模式。在過去，切換到不同的電源模式會導致聲音失真和信號流中斷。而最新的半導體技術可以實現電源模式的無縫切換，即在沒有任何干擾聲的情況下，上下調節功耗。這減少了對更大尺寸的電池的需求，進而也縮小了最終產品的尺寸，或者可以騰出空間來容納更多的傳感器，以實現更多的功能。當然，它也延長了設備的電池壽命，這在用戶出行時特別重要。
▏需要一個有效的技術生態系統
在技術領域，創新並非孤立發生的——突破需要在一個更為廣泛的生態系統中醞釀，而且必須得到該系統的支持。可聽戴設備和無線耳塞也不例外。
MEMS麥克風只是音頻信號鏈的一環。還必須開發和改進用於主動降噪、事件檢測和波束成形的軟體和算法。硬體組件還需要進一步縮小，功能變得更加強大，以支持越來越先進的功能。簡而言之，原始設備製造商、SoC供應商、傳感器製造商和其他各方都需要共同努力，讓TWS和可聽戴設備更上一層樓。
展望未來
MEMS 技術在該領域愈發受到歡迎，該市場預計將在2027年達到34.979 億美元2，而且市場並沒有顯示出放緩的跡象。
無線入耳式耳機、耳塞和可聽戴設備正在革新我們與聲音互動的方式——無論是在娛樂方面，還是在日常聆聽方面。
它們可以為設計師和運動提供新的自由度，而不影響質量、尺寸或風格。MEMS技術對於在縮小尺寸的同時，實現一定水平的音質而言至關重要，這意味著無線技術不再被視為有線技術的低劣替代品，對自由度的渴望並不意味著需要在質量上做出妥協。
但這一切都必須得到更為廣泛的行業承諾的支持，以建立一個協作生態系統，在這個生態系統中，從設計到軟體，再到MEMS麥克風以及其中的一切…技術的各個方面都可以無縫地結合在一起。
▏英飛凌MEMS麥克風
英飛凌的XENSIV™ MEMS麥克風旨在在小巧的封裝中，捕獲高精度和高質量的音頻。它們具有超低的自噪聲（高信噪比）、即使在高聲壓級（SPL）下也具有極低的失真（THD）、器件之間保持著非常嚴格的相位和靈敏度一致性、平坦的頻率響應、較低的低頻滾降（LFRO）和超低延遲。再與可選擇的供電模式和非常小的封裝相結合，英飛凌的XENSIV™ MEMS麥克風在最小的尺寸封裝條件下提供了頂級的音頻質量。
如欲了解更多信息，請點擊此處訪問英飛凌消費類MEMS頁面。
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