Nowy głośnik Cypress MEMS firmy xMEMS Labs osiąga 40 razy głośniejszą charakterystykę basów na pojedynczym monolitycznym, zminiaturyzowanym urządzeniu, osiągając znacznie powyżej 130 dB SPL przy niskich częstotliwościach, wymaganego w przypadku implementacji ANC w słuchawkach TWS. Jako pierwszy w branży nowy xMEMS Cypress osiąga tę przełomową wydajność dzięki zastosowaniu technologii ultradźwiękowej. Nowe rozwiązanie zostanie zaprezentowane na targach CES 2024 wyłącznie po wcześniejszym umówieniu się, a masowa produkcja zaplanowana jest na koniec 2024 roku.
Monolityczne przetworniki MEMS zostały już docenione ze względu na swoje wyraźne zalety i są zalecane do stosowania w nowych, wysokowydajnych konstrukcjach dousznych, mimo że bardzo wysokie poziomy SPL wymagane na krytycznych częstotliwościach basowych w zastosowaniach z aktywną redukcją szumów (ANC) wymagały od projektantów opracowania przetwornika hybrydowego. rozwiązanie. Jak zauważyli doświadczeni ODM, tacy jak Elektronika Bujeonwykorzystując na przykład dynamiczny sterownik jako uzupełnienie głośnika wysokotonowego xMEMS Cowell, zapewnia rozwiązanie typu „drop-in” kompatybilne z dzisiejszymi wiodącymi systemami TWS na chipach.
Nie spoczywając na laurach, xMEMS zaprojektował teraz rozwiązanie, które zapewnia skuteczną ANC z jednego mikrogłośnika MEMS, aby faktycznie spełnić wszystkie obecne zastosowania i wymagania rynkowe, w tym adaptacyjną eliminację i poprawę szumów. Firma xMEMS odnotowała pozytywny postęp w pracach nad nowym rozwiązaniem, które to umożliwi, a które ma pojawić się już w 2024 r.
Według firmy, w nowym półprzewodnikowym głośniku MEMS Cypress inżynierowie xMEMS zastąpili reprodukcję dźwięku typu push-air zasadą transdukcji ultradźwiękowej modulacji amplitudy. Dzięki temu nowy, półprzewodnikowy, całkowicie silikonowy mikrogłośnik Cypress może osiągnąć poziom ciśnienia akustycznego o niskiej częstotliwości > 140 dB (SPL przy 20 Hz, mierzony w symulatorze ucha zgodnym ze standardem IEC60318-4), umożliwiając bezkompromisowy zamiennik konwencjonalnych przetworników cewek drgających w słuchawki douszne redukujące hałas. To rewolucyjny przełom w reprodukcji dźwięku, obiecujący zmianę masowego rynku prawdziwie bezprzewodowych słuchawek stereo (TWS).
„Dźwięk ultradźwiękowy był przedmiotem badań od lat 60. XX wieku, ale aż do Cypress nigdy nie osiągnął parametrów akustycznych wymaganych do uzyskania szerokiego uroku komercyjnego. Dzięki przejściu na dźwięk oparty na zasadzie ultradźwiękowej, mikrogłośnik xMEMS Cypress może teraz oficjalnie zastąpić tradycyjną cewkę i… głośniki magnetyczne w słuchawkach z aktywną redukcją szumów” – mówi Mike Housholder, wiceprezes ds. marketingu i rozwoju biznesu w xMEMS. „Cypress zachowuje wszystkie zalety istniejących głośników xMEMS, a jednocześnie jest 40 razy głośniejszy w niskich częstotliwościach, co spełnia kluczowe wymagania dla słuchawek dousznych ANC”.
Wyjaśniając, w jaki sposób Cypress jest w stanie osiągnąć taką wydajność, xMEMS twierdzi, że Cypress wykorzystuje cechy unikalne dla MEMS – szybkość, precyzję i jednolitość. Zamiast generować dźwięk w słyszalnym paśmie, nowy przetwornik Cypress działa jak generator impulsów powietrza i generuje falę ultradźwiękową (nośną) o modulowanej amplitudzie, która wiernie podąża za amplitudą zamierzonego sygnału audio. Uzupełnieniem tego etapu modulacji jest demodulator, który synchronicznie demoduluje falę ultradźwiękową, przenosząc energię akustyczną w dół do pasma podstawowego, wytwarzając w rezultacie zamierzony dźwięk słyszalny.
„Obwiednia dźwiękowa impulsów ultradźwiękowych jest dokładną kopią akustyczną sygnału źródłowego, co oznacza, że we wszystkich częstotliwościach Cypress jest wierniejszy oryginalnemu nagraniu niż obecne technologie głośników. Dzięki doskonałej rozdzielczości w dziedzinie czasu Cypress może więcej dokładnie odtwarzają dzisiejsze zaawansowane formaty dźwięku, w tym dźwięk o wysokiej rozdzielczości i dźwięk przestrzenny. Cypress nie tylko rewolucjonizuje sposób odtwarzania dźwięku z sygnału elektrycznego, ale także na nowo definiuje sposób, w jaki powinien on być odtwarzany” – mówi Jemm Liang, dyrektor techniczny xMEMS.
W tym nowym rozwiązaniu xMEMS wykorzystuje tę samą sprawdzoną w produkcji platformę MEMS, która jest stosowana we wszystkich swoich istniejących produktach i wykorzystuje wszystkie zalety uznanych konstrukcji głośników półprzewodnikowych xMEMS w porównaniu ze starszymi architekturami cewek, w tym szybszą reakcję mechaniczną, fazę bliską zeru przesunięcie i doskonała spójność części do części. Sztywne membrany silikonowe eliminują rozpad głośników, zapewniając niezrównaną klarowność średnich i wysokich tonów, a także są niemagnetyczne, co pozwala na konstrukcje o mniejszej wadze i zmniejszonych zakłóceniach elektromagnetycznych.
Wykorzystując proces półprzewodników półprzewodnikowych, xMEMS jest w stanie zaoferować najwyższą jakość, niezawodność i jednorodność poszczególnych części we wszystkich swoich projektach. Cypress będzie pierwotnie dostępny w obudowie o wymiarach 6,3 x 6,5 x 1,65 mm (przekątna 9 mm), zapewniającej charakterystykę basów zgodną z najlepszymi starszymi głośnikami cewkowymi 10–12 mm z jeszcze większymi poziomami ciśnienia akustycznego (SPL).
Ten dodatkowy SPL o niskiej częstotliwości jest najważniejszy w przypadku słuchawek dousznych z funkcją ANC. Dzięki Cypress xMEMS zapewnia wyjątkowe korzyści w porównaniu ze starszymi cewkami, aby jeszcze bardziej ulepszyć aplikacje ANC. Szybsza konwersja sygnału elektrycznego na akustyczny w urządzeniu może przyczynić się do poszerzenia pasma ANC (tj. rozszerzenia ANC w celu eliminacji źródeł hałasu o wyższej częstotliwości, np. płaczącego dziecka). Ponadto niemal stały czas konwersji elektrycznej na akustyczną Cypress (opóźnienie grupowe) może zmniejszyć złożoność filtra DSP, co z kolei prowadzi do krótszych opóźnień DSP, błędów zaokrągleń i zużycia energii podczas przetwarzania ANC.
W pełni funkcjonalny prototypowy krzem Cypress jest obecnie pobierany w celu wybrania pierwszych klientów. Próbki kandydatów do produkcji Cypress i towarzyszącego mu kontrolera/wzmacniacza Alta ASIC zostaną pobrane w czerwcu 2024 r. Masowa produkcja planowana jest na koniec 2024 r.
xMEMS zademonstruje Cypress tylko po wcześniejszym umówieniu, w dniach 9–12 stycznia na targach CES 2024 w Las Vegas, NV.
www.xmems.com
