Service Hotline
Nieuws
Nieuws
De strijd om de belangrijkste TWS-controllerchips: de balans tussen vertraging, ruisonderdrukking en stabiliteit.
2021-12-28
307
Electronic Enthusiast Network meldt (Tekst/Zhou Kaiyang): Van de vele draadloze verbindingstechnologieën heeft Bluetooth opnieuw een ware hype op de markt teweeggebracht, met name dankzij draadloze oordopjes (TWS). Bluetooth-headsets zijn geen nieuw technologisch product meer, maar de opkomst van TWS heeft de meeste problemen met dit product opgelost. Grote fabrikanten van mobiele telefoons en headsets brengen tegenwoordig nieuwe TWS-headsets op de markt, die gebruikmaken van krachtige hoofdcontrollers voor extra functies zoals ruisonderdrukking en spraakbesturing. Dit alles is mede te danken aan het energiezuinige BLE-protocol, dat is toegevoegd met Bluetooth 4.0.
Volgens ABI Research zal het aantal BLE-apparaten in 2023 1.6 miljard bereiken, met een samengestelde jaarlijkse groei van 27% tussen 2018 en 2023. Door de aanhoudende populariteit van BLE-technologie in slimme huizen, het Internet of Things en andere toepassingen, is deze technologie sinds de introductie in 2010 gestaag gegroeid en is het een belangrijk onderdeel van de Bluetooth-markt geworden dankzij de sterke groei in BLE-audiotoepassingen. Met de lancering van Bluetooth 5.2 heeft BLE de hoogwaardige audiotransmissie van LE Audio verder ontwikkeld.
De belangrijkste besturingschip van TWS-headsets bepaalt in wezen de prestaties en functies van verschillende Bluetooth-headsets. Volgens Strategy Analytics had Apple in 2019 50% van het TWS-marktaandeel in handen met de AirPods-serie. Naast Apple, welke concurrerende TWS-producten zijn er op de markt en welke besturingschips gebruiken zij?
Broadcom
Galaxy Buds Live / 三星
De Galaxy Buds die Samsung vorig jaar uitbracht, werden door het Amerikaanse consumentenrapport Consumer Reports uitgeroepen tot de beste TWS-headset van 2019. De headset werd niet alleen door AKG afgesteld, maar maakte ook gebruik van de BCM43014-hoofdcontrollerchip van Broadcom. Broadcom benadrukte dat de chip jarenlange expertise in halfgeleiders combineert met technologie voor draadloze audio. De chip ondersteunt het Bluetooth 5-protocol en maakt gebruik van naadloos geïntegreerde geavanceerde akoestische algoritmen om achtergrondgeluid te verminderen.
Om de markt voor TWS-koptelefoons met actieve ruisonderdrukking uit te breiden, heeft Samsung dit jaar twee nieuwe producten uitgebracht. De Galaxy Buds Plus, die begin dit jaar verscheen, en de Galaxy Buds Live, die deze maand zijn uitgebracht, maken beide gebruik van Broadcoms nieuwe hoofdcontrollerchip, de BCM43015. Deze chip gebruikt een ARM Cortex-M4 als microcontroller en een ARM Cortex-M0+ als sensorprocessor. De BCM43015 ondersteunt ook Low Power Shadow Technology (LPST) en Extended Synchronous Connection (eSCO) en maakt gebruik van Adaptive Frequency Hopping Technology (AFH) om radiofrequentie-interferentie te verminderen. Daarnaast beschikt de chip over een ingebouwde Cadence Xtensa Hifi-3 DSP-kern als audiosubsysteem, die een tweekanaals 12-bits ADC gebruikt om de batterijspanning te bewaken.
Qualcomm
Structuurdiagram van de QCC3040 / Qualcomm
Sinds Qualcomm CSR overnam, hebben Bluetooth-chips, mede dankzij CSR, het grootste deel van de markt veroverd. TWS (Two-Wire Subaru) zal deze marktkans dan ook niet laten liggen. Naast de high-end Bluetooth-chip QCC514x, die dit jaar is uitgebracht, heeft Qualcomm ook de QCC304x-serie gelanceerd voor het instap- en middensegment. Neem bijvoorbeeld de QCC3040-chip. Deze chip maakt gebruik van twee 32-bits processoren (met een maximale frequentie van 32 MHz) en een configureerbare DSP-kern van 120 MHz, waardoor het energieverbruik met 70% is gereduceerd ten opzichte van de vorige generatie QCC300x-serie. De QCC3040 beschikt over ingebouwde digitale ruisonderdrukkingstechnologie met een extreem laag energieverbruik en ondersteunt het nieuwste Bluetooth 5.2-protocol.
Naast de uitstekende prestaties is het grootste voordeel van de Bluetooth-chip van Qualcomm de ondersteuning voor audiocodec-protocollen. Qualcomm's aptX kan worden beschouwd als het meest aanpasbare protocol onder TWS-headsets van dit moment. Het omvat aptX Adaptive, dat zich richt op stabiliteit, aptX HD, dat zich richt op geluidskwaliteit, en aptX LL (Low Latency), dat streeft naar een lage latentie.
Appel
AirPods 1e generatie / Apple
De AirPods, die TWS-oordopjes in één klap populair maakten, gebruikten in hun eerste generatie de door Apple zelf ontwikkelde W1-chip. In de daaropvolgende tweede generatie en de AirPods Pro gebruikte Apple echter de nieuwe H1-chip.
De nieuwe chip upgrade niet alleen het Bluetooth 4.2-protocol naar 5.0, maar verlengt ook de gespreksduur met 50%. Apple beweert dat de H1-chip ervoor zorgt dat de AirPods Pro een 1.5 keer hogere verbindingssnelheid bereiken, terwijl de stabiliteit, snelheid en reikwijdte van het Bluetooth-signaal verbeteren, de latentie met 30% wordt verminderd en nieuwe spraakbesturingsfuncties worden toegevoegd.
Huawei
Kirin A1-chip / Huawei
Huawei gebruikt de Kirin A1-chip in de FreeBuds 3, 's werelds eerste SoC die de BT/BLE dual-mode Bluetooth 5.1-certificering heeft behaald. De chip maakt gebruik van een Cortex-M7-processor met een maximale frequentie van 200 MHz en een maximaal stroomverbruik van 10 µA/MHz, wat aanzienlijk lager is dan de industriestandaard van 30 µA/MHz. De chip is tevens uitgerust met een nieuwe dual-channel synchrone transmissietechnologie en een 356 MHz high-rate audioverwerkingseenheid, wat niet alleen zorgt voor een stabiele en snelle Bluetooth-verbinding, maar ook de vertraging in audio- en videosynchronisatie vermindert. De Kirin A1 gebruikt een realtime 3A-algoritme voor ruisonderdrukking tijdens gesprekken en adaptieve ruisonderdrukking (ANR) voor een ruisonderdrukking van 15 dB in de omgeving, en echo-onderdrukking (AEC) om echo van de andere partij tijdens een gesprek te voorkomen.
Dual-channel synchrone transmissietechnologie / Huawei
Huawei lost de problemen van vertraging en hoog stroomverbruik op met zijn zelfontwikkelde dual-channel synchrone transmissietechnologie. Traditionele TWS-headsets zenden de linker- en rechterkanalen tegelijkertijd naar de hoofdheadset, die het signaal vervolgens doorstuurt naar de secundaire headset. Dit leidt tot problemen zoals een lage doorstuurefficiëntie, hoge vertraging, onderbrekingen en een hoog stroomverbruik. Bovendien kunnen Bluetooth en 2.4 GHz Wi-Fi, die dezelfde frequentieband gebruiken, elkaar gemakkelijk storen. Deze technologie zorgt ervoor dat beide headsets afzonderlijk via het linker- en rechterkanaal communiceren, waardoor het stroomverbruik met 50% wordt verminderd, vergelijkbaar met het LE-synchronisatiekanaal in Bluetooth 5.2.
Hengxuan-technologie
Honor Flypods 3 / Huawei
Vóór de FreeBuds 3 gebruikten de TWS-producten van Huawei voornamelijk de hoofdcontrollerchip van Hengxuan Technology. Zo hebben de Huawei Freebuds 2 Pro en de Honor FlyPods 3 beide de BES2300-chip van Hengxuan Technology ingebouwd. De BES2300 maakt gebruik van een 28 nm HKMG CMOS-proces, integreert een Cortex-M4F-kern en ondersteunt actieve ruisonderdrukking (ANC), met een gemiddelde ruisonderdrukking van 25 dB. Naast Huawei gebruiken veel Chinese hoofdtelefoonmerken de Bluetooth-chips van Hengxuan Technology, zoals de Xiaomi Air2s en de Oppo Enco W51.
Om het propagatieprobleem van traditionele TWS-oplossingen op te lossen, heeft Hengxuan Technology ook een eigen oplossing gelanceerd: LBRT-technologie voor laagfrequente signaaloverdracht. Deze technologie zorgt ervoor dat het signaal van de hoofd- en secundaire hoofdtelefoon in de lage frequentieband (10-15 MHz) blijft, waardoor een laag energieverbruik en een lage latentie worden bereikt, terwijl een hoge bitrate voor muziekoverdracht van 3 Mbps mogelijk is.
Realtek
Realtek bracht in 2018 de RTL8763B dual-mode Bluetooth 5.0-chip voor TWS-oordopjes uit. De chip bestaat uit een 32-bits ARM Cortex-M4F-processor en een ultra-energiezuinige DSP-kern. De basisbandfrequentie is 40 MHz, het ROM-geheugen bedraagt 768 KB en de chip maakt gebruik van een verbeterde Tensilica Hi-Fi-mini 24-bits DSP-kern.
RTL8773C foto's / Realtek
Vorig jaar kondigde Realtek een nieuwe ruisonderdrukkingschip aan, de RTL8773-serie. Deze chipset ondersteunt omgevingsruisonderdrukking (ENC) en hybride actieve ruisonderdrukking (ANC). Realtek gaf aan dat de chip niet alleen zijn eigen actieve ruisonderdrukkingsalgoritme ondersteunt, maar ook algoritmes van derden, met een ruisonderdrukkingseffect tot 40 dB. De RTL8763BFP in deze serie is gericht op toepassingen met lage latentie en kan latenties van 100 ms of zelfs lager bereiken. Dit is een groot voordeel ten opzichte van andere hoofdcontrollerchips, zoals die in de Huawei Freebuds 3 (Kirin A1: 190 ms), de vivo TWS-oortjes (QCC5126: 180 ms) en de Airpods Pro (H1: 144 ms).
Airoha
WF-1000XM3 hoofdtelefoon / Sony
Luofa Technology werd in 2017 lid van de MediaTek Group en is tevens de belangrijkste chipleverancier voor Sony TWS-producten. Sony's nieuwste noise-cancelling TWS-hoofdtelefoon, de WF-1000XM3, maakt gebruik van Luofa's AB1552A-chip (MediaTek-model MT2811SP). Sony heeft ook zijn eigen noise-cancelling processor, de QN1e, in de hoofdtelefoon geïntegreerd. In 2019 lanceerde Luofa de hybride actieve noise-cancelling hoofdcontrollerchip AB155x. Deze chipserie heeft een ingebouwde ARM Cortex-M4-processor met een maximale frequentie van 156 MHz en een Tensilica HiFi mini DSP-kern met een maximale frequentie van 312 MHz. Daarnaast maakt de AB155x gebruik van de door Luofa zelf ontwikkelde MCSync (Multicast Synchronization)-technologie. TWS-headsets die MCSync-technologie ondersteunen, kunnen een stabielere verbinding realiseren, haperingen in het geluid verminderen, de latency verlagen en Hi-Res audio-decodering ondersteunen.
beknopte versie
Vergeleken met traditionele Bluetooth-headsets of traditionele Bluetooth-headsets met ruisonderdrukking, vertonen TWS-headsets een zekere mate van achteruitgang in batterijduur, ruisonderdrukking en geluidskwaliteit. Gezien de beperkingen qua formaat en stroomverbruik is dit compromis echter begrijpelijk. Met de verdere verbetering van de Bluetooth-chiptechnologie zullen Bluetooth-chips in de toekomst echter aanzienlijke prestatieverbeteringen laten zien.
Om vertraging en interferentie te verminderen, hebben veel chipfabrikanten hun eigen oplossingen ontwikkeld. Naarmate Bluetooth 5.2 echter een groter marktaandeel verovert, zullen LE-synchronisatiekanalen in de toekomst mogelijk uniform worden gebruikt. Afgaande op de productcertificeringspagina van de Bluetooth Technology Alliance, bereiden veel fabrikanten van terminals, chips en IP-systemen zich voor op de volgende generatie Bluetooth 5.2-producten. Vanuit dit perspectief zou het tijdperk van TWS-headsets, die de gehele Bluetooth-headsetmarkt zullen domineren, wel eens snel kunnen aanbreken.
Dit artikel is overgenomen van "Netwerk van elektronicaliefhebbersWij steunen de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we de betreffende inhoud kunnen verwijderen.
Related Recommendations
