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關于TWS耳機藍牙天線的作用、種類和設計選擇

iIeQ_mwrfnet ? 來源:我愛音頻網 ? 作者:我愛音頻網 ? 2021-03-30 14:07 ? 次閱讀
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TWS耳機形態非常獨特,左右耳兩只小小的耳機,搭配一個充電盒,再將手機或其他藍牙音頻設備與其進行連接便可以使用了,整個過程完全無線連接,非常方便。

從有線耳機過度到TWS真無線耳機,給眾多使用者帶來了便利,但是真無線耳機的產品形態也對供應鏈廠商提出了很高的要求。其中,組成TWS耳機的重要器件主控芯片、電源管理IC、無線充電接收芯片、充電盒電池、耳機電池都需要不斷的提升性能,小型化發展才能夠滿足TWS耳機設計需求。

TWS耳機藍牙天線作為藍牙模塊的重要組成部分,在TWS耳機中也發揮著重要的作用。藍牙天線的設計,以及與耳機的適合程度有助于提升藍牙通信的傳輸質量,進而提升用戶的實際使用體驗。

目前的TWS耳機中,應用比較廣泛的藍牙天線主要分為四種,分別是PCB板載天線、FPC天線、陶瓷天線和LDS天線。此次,我愛音頻網將從TWS耳機中天線的重要性、TWS耳機藍牙天線介紹和TWS耳機設計時如何選擇三個方面,分享TWS耳機藍牙天線的作用、種類和設計選擇。

1TWS耳機天線的重要性

從老式的收音機到目前的智能音箱,從“大哥大”到智能手機,從傳統藍牙耳機到TWS真無線耳機。消費電子科技的發展,天線是其重要的一個固件。而隨著萬物互聯理念的誕生,給予智能家居、智能車載、智能穿戴設備相互連接,一機操控的功能,天線的地位就顯得更為重要。

TWS耳機即 True Wireless Stereo 真正無線立體聲耳機,主要使用方式是與手機、電腦等移動設備通過藍牙射頻連接,然后將音頻信息傳輸到耳機中,再在耳機端進行解碼輸出。

在這一過程中,就需要藍牙天線充當“塔臺”起到溝通兩方的作用,進行發送和接收的任務。因此,在TWS耳機中,藍牙芯片與藍牙天線相輔相成,從而實現無線傳輸的音樂播放,避免了線材的束縛。

2TWS耳機藍牙天線介紹

藍牙天線作為TWS耳機的重要固件,目前的發展也已經相對比較成熟,主要有PCB板載天線、FPC、陶瓷和LDS四種類型。根據TWS耳機產品外觀、頻段需求以及成本進行考慮,從而選擇最適合自身的天線類型。

PCB板載天線

顧名思義,PCB板載天線是一種直接畫在PCB板上的天線類型,大量應用于藍牙模塊、WIFI模塊、ZIGBEE模塊等單一頻段的模塊電路板上。在TWS耳機中,由于體積的限制,板載藍牙天線應用相對較少。

PCB板載天線做PCB板材的供應商都可以設計實現,相當于板材的線路部分。

優點:PCB板載天線擁有無需多次調試,無需成本直接可以在PCB板上畫制。

缺點:需要的面積大,方向性比較單一,只適合單一頻段,不同批次的天線一致性相對較差、抗干擾能力差。

FPC天線

FPC天線是從PCB板載天線演化而來,由于TWS耳機體積的限制,內部主板上的空間無法容納天線。FPC天線相當于把天線線路從PCB中取出,用其它外部金屬來做天線,成為單獨的組件。從而能夠更好放置到TWS耳機內部空間。

FPC天線做軟板、柔性材料的PCB板廠可以實現。

優點:適用于絕大多數小型電子產品,能做的頻段也比較豐富,性能較好,成本較低。

缺點:每一款產品都需要進行單獨調試、人工貼片。

LDS天線

LDS天線是FPC天線進一步的升級。雖然FPC天線已經能夠很大程度的利用耳機內部空間,但依舊需要平整的平面給予其依附。

LDS天線則是采用激光直接成型技術,利用激光鐳射技術直接在支架、蓋板等區域化鍍形成金屬天線圖形,可以鐳射到耳機內部各中不規則的面,更進一步的利用了耳機內部空間。

LDS天線做鐳射加工、激光技術、電鍍技術的廠商可以支持。

優點:全方向性都可支持、接受能力強。

缺點:成本更加昂貴,并且對產品外表面工藝材料有特殊的要求。

陶瓷天線

陶瓷天線是另外一種在藍牙模塊裝置中使用較為廣泛的天線產品,因采用陶瓷外殼而得名,主要分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線兩種。

塊狀陶瓷天線是將天線的金屬部分印在陶瓷快表面上,多層陶瓷天線則可以根據設計需要印在每一層陶瓷介質層上,從而縮小了天線尺寸。

優點:體積小、便于應用、成本低、性能較好并且只占用很小的空間。

缺點:對凈空區域要求較高,方向性比較單一,對擺放位置有要求。

我愛音頻網從過往的TWS耳機拆解中了解到,由于體積的限制,PCB板載天線在TWS耳機中應用相對較少,FPC、陶瓷、LDS天線相對應用比較平均,并且各具優缺點,品牌廠商會根據自身產品的需求進行選擇,沒有固定的使用類型。

3如何選擇合適的天線

理論上來講,從成本考慮,PCB、FPC天線成本較低,陶瓷天線適中,LDS天線較為昂貴;而在空間利用上,LDS天線最為靈活,可以充分利用耳機內部空間。

性能方面,外置天線的發送和接收能力一般都要優于內置天線,TWS耳機由于體積的限制,以及便攜性的要求,均采用內置天線設計。性能相對都比較類似,還需要根據多種因素綜合考慮,進而選擇適合的天線。

TWS耳機藍牙天線的設計,影響著藍牙通信的傳輸質量,進而影響用戶的實際使用體驗。而藍牙天線的選擇方面有性能、頻段、成本、使用空間等眾多因素的影響,只有根據具體產品情況,以及使用場景等多方面進行考慮,選擇適合的天線,才能發揮出產品最大的性能。

我愛音頻網總結

TWS耳機的實際使用體驗需要眾多因素相互疊加,才能呈現出完美的效果。TWS耳機藍牙天線作為其中主要的組成部分,起到了溝通TWS耳機和移動設備兩者之間的橋梁作用,為TWS耳機藍牙連接穩定性、音質傳輸質量提供保障。

目前市場上TWS耳機主要應用的藍牙天線產品中,主要包括PCB板載天線、FPC天線、陶瓷天線和LDS天線。四種產品各具優缺點,需要從性能、頻段、成本、使用空間等多方面進行考慮,從而選擇最為適合的天線產品,提升產品的性能和競爭力。

TWS耳機的火爆,快速帶動了相關產業鏈的升級。藍牙模塊、藍牙技術、天線及相關技術的進步,使連接穩定性、音質等多方面的性能得到保證。目前的TWS耳機已經很少出現發展初期的斷連,距離三五米就開始音質受損以及斷續播放的問題,有效提升了用戶的實際使用體驗。
編輯:lyn

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原文標題:TWS耳機天線如何設計,看這篇就夠了!FPC、LDS、陶瓷天線到底該選誰?

文章出處:【微信號:mwrfnet,微信公眾號:微波射頻網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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