電子發燒友網報道（文/周凱揚）隨着TWS產品的迅猛發展，這兩個小小的耳機和充電倉開始成爲了日常視聽生活中不可或缺的一部分。不久前，高通發佈了2020年的The State of Play調查報告，從英美德日中五個國家中抽取了5000名用戶作爲調查對象。調查結果顯示，與2019年報告中的23%相比，今年全球擁有TWS產品的用戶佔比達到了42%，而且每個地區都擁有強勁的增長。

調查結果進一步顯示，音質、電池壽命和主動降噪成了產品參數特性上最關鍵的三大因素。至於電池壽命，其他國家的預期使用時長在9到11小時範圍內，而中國用戶對TWS產品的電池壽命期望最高，達到18小時。與此同時，推動TWS進一步大熱的還有基於雲端的語音助手支持。然而要實現這些性能要求就不得不提到TWS產品中的芯片。

鑑於TWS的小體積特性，此類芯片往往需要做到高度集成，以高性能、低功耗和低成本作爲大前提。而仍處於粗放增長階段的國內TWS市場，更是各級玩家頻出。

更實用的主動降噪

ADI 中國區消費類產品市場經理 Sophie Mao對國內的TWS市場未來發表了自己的見解。她認爲將來TWS產品必將出現分化，分別強調性能以及性價比。這其中主動降噪（ANC）將會成爲TWS耳機的標配，ADI認爲2023年將有一半以上的TWS耳機帶有ANC功能。

ADAU1787評估套件 / ADI

而ADI作爲數字與模擬芯片的先驅，在TWS產品上主推的正是ANC解決方案ADAU1787和ADAU1777，這兩種方案以較低的功耗成本來實現較高的音質效果。就拿ADAU1787爲例，該芯片提供4路ADC輸入接口和4路數字麥克風並行輸入，因此可以實現單芯片用於混合降噪耳機。ADAU1787特有的雙DSP核設計，以FastDSP核做主動降噪濾波器處理，以SigmaDSP核做EQ後處理，從而對降噪後音樂中的低頻有損部分進行補償。在2.3 * 2.8 mm的BGA封裝下，1.8V的供電功耗僅有6-7mW，完全可以用於對體積與功耗要求嚴苛的TWS應用。此外，還可以通過定製來減掉部分功能模塊，做到更小的電流，進一步降低功耗。

爲了用戶的安全性考慮，ADI還在芯片中加入了一個PID比例積分微分控制邏輯，根據收到的信號來預測後面信號的走線，比如以預測來避免車門關上時的巨響，從而更好保護用戶的聽力。這同樣得益於不同的模式與麥克風配置，ADI的芯片可以提供強降噪、弱降噪、降噪關和通透模式等多級調節。

更高效的充電速率

續航也是消費者最爲看重的三大因素之一，TWS產品中，往往每一端耳機都擁有獨立的小電池，加上充電倉中稍大一些的電池。因此充電倉的充電速率其實對續航體驗來說同樣是至關重要的。而對於體積有限的耳塞來說，每端往往都配有線性充電器，充電時需要大於電池本身的電壓。但充電倉與耳塞中的電池往往都是單節鋰離子電池，基於充電狀態，電壓通常在2.5V與4.2V之間。因此，充電倉電池電壓視情況需要增加或減少，才能給耳塞充電提供合適的電壓。

TPS63810原理圖 / TI

這時也就到了電壓變換器起大顯身手的時候。然而，升壓變換器在線性充電器上會耗散較多能量，這樣一來不僅不利於充電效率，還會增加充電倉的散熱負擔，尤其是在耳塞徹底沒電的情況下。TI的TPS63810升降壓變換器則可以有效解決這些問題。相對升壓變換器70%到72%的充電效率，升降壓變換器可以做到92%到93%，同時還不會產生過熱問題。TPS63810的輸出電壓可以通過I2C調整，從而動態設置最適合耳塞線性充電器的電壓。TI還爲TWS耳機充電倉專門開發了一款三合一的I2C控制開關充電芯片，BQ25618/BQ25619，以低阻抗電源路徑對開關模式的運行效率進行了優化，進一步縮短了電池充電的時間。

更先進的藍牙協議

隨着藍牙5.2的推出，TWS也迎來的新的技術革新，不僅加入了全新的LE音頻，還藉助同步信道實現了更低的延遲。爲此泰凌微電子推出了面向下一代TWS產品的多協議芯片TLSR9518，TLSR9系列也是泰凌微電子的全RISC-V架構芯片。

TLSR9系列的開發板 / 泰凌微電子

該芯片基於RISC-V架構，旨在最大程度上提高設備的性能。MCU爲32位5級流水線結構，CoreMark達到3.58MHz。泰凌微電子還在芯片中加入了始終在線的AI引擎，支持多傳感器融合和語音喚醒等功能。最重要的自然是藍牙5.2協議的支持，除了LE音頻和同步信道，該芯片還支持室內定位（AoA/AoD）和藍牙Mesh。當然了，這款多協議的芯片同樣適用於可穿戴等IoT設備，因此也支持ZigBee 3.0、OpenThread和泰凌微自己的2.4GHz專有協議。

更低的延時

隨着TWS市場的壯大，這類產品的影響也開始波及到遊戲市場。據高通的調查結果顯示，TWS用戶的日常使用中，17%用於主機遊戲，16用於電腦遊戲，16%用於手機遊戲。而在重度遊戲用戶的眼中，TWS最難解決的問題就是延時。日常影音播放的場景下，幾百毫秒的差異也很難使人察覺。但在遊戲這種需要耳目集中的場景下，延時會被無限放大。

高通自己推出了相對應的編解碼方式aptX低延遲，在保證16位音質的情況下最低可做到40毫秒的延遲。但TWS作爲新興的藍牙耳機形式，目前對各種編解碼方式的支持依然有待普及，然而人們依然追求在無拘束的TWS下無縫遊玩。

PAU1625 / 原睿科技

PixArt（原相科技）的子公司Audiowise（原睿科技）爲這一痛點特別開發了PAU1600系列芯片。該系列都是藍牙5.0的無線音頻SoC，但原睿通過獨特的綠波（GreenRadio）專利技術實現了雙耳直連的功能。雖然僅支持SBC/mSBC和AAC的編解碼方式，但該系列芯片可以爲TWS產品實現極低的延遲。PAU1625芯片可以在遊戲模式下做到60毫秒的延時，已經基本無法感知到了。從藍牙聯盟的認證庫中查詢可以發現，原睿科技未來將推出全新的PAU1800系列，該系列採用藍牙5.1系列以及新一代的綠波技術（GreenRadio 2.0），也許會將TWS產品的延時推向一個更低的數值。

小結

其實人們對TWS產品的追求也不全然是性能參數上的，用戶體驗以及舒適度同樣是引發客戶購買的主導因素。而安全和隱私雖然也是產品設計中重要的一環，但很少有用戶會因爲這些而放棄購置TWS產品。

語音助手這一功能雖然出於便利性考量，但設計時必須節約硬件資源佔用，TWS也很難做到內置集成。音質則依舊是由算法和芯片性能決定的，比如杜比和DTS等環繞音效，這在追求小巧的TWS上同樣很難在短期內實現突破。不管如何，從長遠來看，音質、續航與降噪依然將作爲TWS爆發式增長的三大動力，而TWS芯片仍是首要的攻堅對象。#芯片#充電#電池收藏

ADAU1787評估套件 / ADI

而ADI作爲數字與模擬芯片的先驅，在TWS產品上主推的正是ANC解決方案ADAU1787和ADAU1777，這兩種方案以較低的功耗成本來實現較高的音質效果。就拿ADAU1787爲例，該芯片提供4路ADC輸入接口和4路數字麥克風並行輸入，因此可以實現單芯片用於混合降噪耳機。ADAU1787特有的雙DSP核設計，以FastDSP核做主動降噪濾波器處理，以SigmaDSP核做EQ後處理，從而對降噪後音樂中的低頻有損部分進行補償。在2.3 * 2.8 mm的BGA封裝下，1.8V的供電功耗僅有6-7mW，完全可以用於對體積與功耗要求嚴苛的TWS應用。此外，還可以通過定製來減掉部分功能模塊，做到更小的電流，進一步降低功耗。

爲了用戶的安全性考慮，ADI還在芯片中加入了一個PID比例積分微分控制邏輯，根據收到的信號來預測後面信號的走線，比如以預測來避免車門關上時的巨響，從而更好保護用戶的聽力。這同樣得益於不同的模式與麥克風配置，ADI的芯片可以提供強降噪、弱降噪、降噪關和通透模式等多級調節。

更高效的充電速率

續航也是消費者最爲看重的三大因素之一，TWS產品中，往往每一端耳機都擁有獨立的小電池，加上充電倉中稍大一些的電池。因此充電倉的充電速率其實對續航體驗來說同樣是至關重要的。而對於體積有限的耳塞來說，每端往往都配有線性充電器，充電時需要大於電池本身的電壓。但充電倉與耳塞中的電池往往都是單節鋰離子電池，基於充電狀態，電壓通常在2.5V與4.2V之間。因此，充電倉電池電壓視情況需要增加或減少，才能給耳塞充電提供合適的電壓。

TPS63810原理圖 / TI

這時也就到了電壓變換器起大顯身手的時候。然而，升壓變換器在線性充電器上會耗散較多能量，這樣一來不僅不利於充電效率，還會增加充電倉的散熱負擔，尤其是在耳塞徹底沒電的情況下。TI的TPS63810升降壓變換器則可以有效解決這些問題。相對升壓變換器70%到72%的充電效率，升降壓變換器可以做到92%到93%，同時還不會產生過熱問題。TPS63810的輸出電壓可以通過I2C調整，從而動態設置最適合耳塞線性充電器的電壓。TI還爲TWS耳機充電倉專門開發了一款三合一的I2C控制開關充電芯片，BQ25618/BQ25619，以低阻抗電源路徑對開關模式的運行效率進行了優化，進一步縮短了電池充電的時間。

更先進的藍牙協議

隨着藍牙5.2的推出，TWS也迎來的新的技術革新，不僅加入了全新的LE音頻，還藉助同步信道實現了更低的延遲。爲此泰凌微電子推出了面向下一代TWS產品的多協議芯片TLSR9518，TLSR9系列也是泰凌微電子的全RISC-V架構芯片。

TLSR9系列的開發板 / 泰凌微電子

該芯片基於RISC-V架構，旨在最大程度上提高設備的性能。MCU爲32位5級流水線結構，CoreMark達到3.58MHz。泰凌微電子還在芯片中加入了始終在線的AI引擎，支持多傳感器融合和語音喚醒等功能。最重要的自然是藍牙5.2協議的支持，除了LE音頻和同步信道，該芯片還支持室內定位（AoA/AoD）和藍牙Mesh。當然了，這款多協議的芯片同樣適用於可穿戴等IoT設備，因此也支持ZigBee 3.0、OpenThread和泰凌微自己的2.4GHz專有協議。

更低的延時

隨着TWS市場的壯大，這類產品的影響也開始波及到遊戲市場。據高通的調查結果顯示，TWS用戶的日常使用中，17%用於主機遊戲，16用於電腦遊戲，16%用於手機遊戲。而在重度遊戲用戶的眼中，TWS最難解決的問題就是延時。日常影音播放的場景下，幾百毫秒的差異也很難使人察覺。但在遊戲這種需要耳目集中的場景下，延時會被無限放大。

高通自己推出了相對應的編解碼方式aptX低延遲，在保證16位音質的情況下最低可做到40毫秒的延遲。但TWS作爲新興的藍牙耳機形式，目前對各種編解碼方式的支持依然有待普及，然而人們依然追求在無拘束的TWS下無縫遊玩。

PAU1625 / 原睿科技

PixArt（原相科技）的子公司Audiowise（原睿科技）爲這一痛點特別開發了PAU1600系列芯片。該系列都是藍牙5.0的無線音頻SoC，但原睿通過獨特的綠波（GreenRadio）專利技術實現了雙耳直連的功能。雖然僅支持SBC/mSBC和AAC的編解碼方式，但該系列芯片可以爲TWS產品實現極低的延遲。PAU1625芯片可以在遊戲模式下做到60毫秒的延時，已經基本無法感知到了。從藍牙聯盟的認證庫中查詢可以發現，原睿科技未來將推出全新的PAU1800系列，該系列採用藍牙5.1系列以及新一代的綠波技術（GreenRadio 2.0），也許會將TWS產品的延時推向一個更低的數值。

小結

其實人們對TWS產品的追求也不全然是性能參數上的，用戶體驗以及舒適度同樣是引發客戶購買的主導因素。而安全和隱私雖然也是產品設計中重要的一環，但很少有用戶會因爲這些而放棄購置TWS產品。

語音助手這一功能雖然出於便利性考量，但設計時必須節約硬件資源佔用，TWS也很難做到內置集成。音質則依舊是由算法和芯片性能決定的，比如杜比和DTS等環繞音效，這在追求小巧的TWS上同樣很難在短期內實現突破。不管如何，從長遠來看，音質、續航與降噪依然將作爲TWS爆發式增長的三大動力，而TWS芯片仍是首要的攻堅對象。

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