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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）經(jīng)過多年的“洗牌”，如今TWS耳機(jī)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了成熟穩(wěn)定的發(fā)展階段，也為消費(fèi)者提供了更多的選擇。從近年來TWS耳機(jī)的發(fā)展趨勢來看，很多TWS耳機(jī)廠商不再像過去一樣，在參數(shù)方面以“秀肌肉”的方式來展示自己的技術(shù)，而是更側(cè)重于參數(shù)背后的使用體驗，例如在TWS耳機(jī)中加入空間音頻、ANC降噪、入耳檢測等這些功能。

其中，入耳檢測又被稱之為佩戴檢測，當(dāng)戴上或取下耳機(jī)時，會立即感知當(dāng)前耳機(jī)的使用狀態(tài)，并根據(jù)感知結(jié)果，做出暫停或恢復(fù)播放的操作，避免音頻漏聽的情況出現(xiàn)。

入耳檢測功能的加入，不僅有利于提升用戶的使用體驗，在TWS耳機(jī)的應(yīng)用中還可以起到優(yōu)化電池電量、延長續(xù)航的作用。并且這一項功能也成為了TWS耳機(jī)的標(biāo)配，在蘋果、華為、小米、OPPO等多家廠商的產(chǎn)品中都有使用。

入耳檢測的兩大技術(shù)路線及優(yōu)缺點(diǎn)

在TWS耳機(jī)入耳檢測領(lǐng)域，目前主要分為電容檢測和光學(xué)檢測兩大技術(shù)路線。

電容檢測技術(shù)是發(fā)展得比較早的一種入耳檢測技術(shù)，主要通過電容傳感器利用RC振蕩的原理來檢測電容變化。其工作原理和我們經(jīng)常使用到的手機(jī)電容觸控屏類似，當(dāng)人體與電容傳感器相互靠近或接觸時，電容傳感器就會感受到電容的變化，并根據(jù)電容的變化來判斷，接觸信號為持續(xù)性信號，還是非持續(xù)性信號，以此達(dá)到入耳檢測目的。

其實，在TWS耳機(jī)應(yīng)用中，電容檢測技術(shù)不僅僅可以用來檢測耳機(jī)的佩戴狀態(tài)，還可以當(dāng)做耳機(jī)功能切換的觸控按鍵使用，功能拓展能力極強(qiáng)。同時，由于工作原理和使用器件比較簡單，電容式入耳檢測還具有較高的性價比優(yōu)勢。不過，電容式入耳檢測容易受到溫度變化和汗液的影響，具有誤觸發(fā)率高、耳道兼容性差等缺點(diǎn)。

耳道兼容性差主要是因為每個人的耳道結(jié)構(gòu)各不相同，在佩戴電容式入耳檢測耳機(jī)時，會因為耳道與耳機(jī)電容檢測裝置無法保證在有效檢測范圍之內(nèi)，而產(chǎn)生誤判。

針對電容檢測技術(shù)對溫度、汗液敏感以及耳道兼容性差的痛點(diǎn)，近年來越來越多耳機(jī)廠商開始走起了具有更高精度的光學(xué)檢測路線。

光學(xué)入耳檢測技術(shù)，主要是在耳機(jī)內(nèi)部加入了紅外接近傳感器，通過計算發(fā)射紅外光束與接收的時間，推算出耳機(jī)與反射物體的距離，以此判定耳機(jī)是否處于佩戴狀態(tài)。當(dāng)紅外接收裝置沒接收到反射光，或檢測到距離反射物體較遠(yuǎn)時都會被認(rèn)定為未佩戴狀態(tài)。

相較于傳統(tǒng)的電容式入耳檢測技術(shù)，光學(xué)入耳檢測技術(shù)的識別精度更高，不易受到環(huán)境因素干擾。其缺點(diǎn)在于，需要在耳機(jī)表面打孔通光，不利于耳機(jī)做防水設(shè)計，同時紅外光發(fā)射與接收裝置普遍會比電容檢測裝置大，會對耳機(jī)小型化設(shè)計造成一定的阻礙。

從市場接受度來看，雖然現(xiàn)階段光學(xué)入耳檢測技術(shù)在TWS耳機(jī)中的應(yīng)用占比，沒有電容式入耳檢測技術(shù)高，但在TWS耳機(jī)市場中，已經(jīng)有眾多主流的耳機(jī)廠商都在其旗艦款耳機(jī)中使用了該項入耳檢測技術(shù)，比如蘋果的AirPods Pro、華為FreeBuds Pro 2、小米Air 2 Pro、榮耀FlyPods 3等設(shè)備。由此可見，光學(xué)入耳檢測技術(shù)還是頗受市場認(rèn)可的，只不過礙于成本的問題，該項技術(shù)未能在低端產(chǎn)品中廣泛鋪開。

電容式入耳檢測芯片廠商及實用案例

電容式入耳檢測技術(shù)，是目前TWS耳機(jī)市場占比較大的一種檢測技術(shù)，其中匯頂科技、通泰、Azoteq是該項技術(shù)的主要方案提供商。

據(jù)了解，匯頂科技推出的GH610電容式入耳檢測及觸控2合1解決方案，得到了眾多TWS耳機(jī)廠商的采納和認(rèn)可，并成功導(dǎo)入終端實現(xiàn)量產(chǎn)。例如，OPPO的Enco Air2 Pro、realme Buds Air3、小度XPods等多款TWS耳機(jī)的入耳檢測功能，都是基于該方案實現(xiàn)的。

圖源：匯頂科技

GH610芯片內(nèi)部集成了兩個入耳檢測通道和一個觸控反饋通道，以及自電容感應(yīng)前端電路，可根據(jù)電容變化（電容檢測分辨率為fF級）進(jìn)行入耳檢測以及觸控操作，從而實現(xiàn)對相應(yīng)的人機(jī)交互界面系統(tǒng)的控制。至于電容式入耳檢測對溫度比較敏感的問題，匯頂科技在該芯片中加入了溫漂自動補(bǔ)償功能，以此降低因為溫度變化而引發(fā)的誤判概率。同時，該芯片還支持1.7V至5.5V的寬壓供電，可輕松應(yīng)對耳機(jī)電池在滿電和虧電狀態(tài)下的電壓變化。

另外，Azoteq的IQS572電容式入耳檢測方案，也在很多款TWS耳機(jī)中得到了應(yīng)用。例如華為的 FreeBuds Studio ，以及在音頻領(lǐng)域頗具影響力的Bose，也在 NC700頭戴式主動降噪藍(lán)牙耳機(jī)中使用了該方案。

圖源：IQS572

其實，IQS572并不是Azoteq專門向TWS耳機(jī)市場推出的入耳檢測芯片，而是一款電容觸摸屏控制器。之所以被眾多耳機(jī)廠商所采用，是因為該芯片內(nèi)部高度集成了穩(wěn)壓器、基準(zhǔn)電容器、ATI自調(diào)諧功能以及多通道檢測入口，不僅可以為電容識別提出更高的精度，同時還可以滿足耳機(jī)觸控、滑動和入耳檢測等多應(yīng)用需求。

光學(xué)入耳檢測芯片廠商及實用案例

光學(xué)入耳檢測是目前測量精度較高的一種解決方案，從應(yīng)用的產(chǎn)品市場分布來看，主要體現(xiàn)在中高端市場。其中，敦宏科技、光寶科技、天易合芯、華羿科技、捷騰光電、晶技為主要的方案提供廠商。

此前，捷騰光電就推出了一款小尺寸的JSA-1227光學(xué)入耳檢測方案，其性能也在華為FreeBuds、榮耀FlyPods青春版等TWS耳機(jī)中，得到多方驗證。

據(jù)悉，JSA-1227光學(xué)入耳檢測方案，采用了捷騰光電獨(dú)有的光學(xué)鍍膜技術(shù)，能夠有效降低光學(xué)底噪帶來的影響，提高光學(xué)檢測的精度。同時，為延長耳機(jī)的入耳檢測壽命，捷騰光電還在該解決方案中加入了二段式光學(xué)降噪技術(shù)。并且，JSA-1227有著較大的寬動態(tài)范圍，允許在深色玻璃后面進(jìn)行短距離檢測。

面對TWS耳機(jī)小型化、低功耗的市場需求，JSA-122采用極小的封裝工藝，尺寸僅有2.0 *1.0 *0.5 mm，功耗也只有15μA，極具市場競爭力。

同時，在光學(xué)入耳檢測領(lǐng)域，敦宏科技的PX318J光感入耳檢測方案，也在OPPO Enco W51、榮耀FlyPods 3耳機(jī)中得到驗證。

圖源：敦宏科技

PX318J是一個集成紅外光接近傳感器和VCSEL的光學(xué)入耳檢測模組，內(nèi)部集成了3個I2C高速拓展接口，可同時實現(xiàn)多個VCSEL和接近增益控制。為提高光學(xué)檢測識別精度，敦宏科技還在該模組中加入了智能串?dāng)_消除技術(shù)，以及溫度補(bǔ)償電路，以此降低入耳檢測的誤識別頻率。

在尺寸方面，PX318J的尺寸為2.55*2.2*0.65mm，與捷騰光電JSA-122 的2.0 *1.0 *0.5 mm封裝相比大了不少。在功耗方面，PX318J工作功耗為16μA，待機(jī)功耗為1μA。據(jù)介紹，敦宏科技在PX318J中還加入了可編程電流輸出功能，耳機(jī)廠商可以通過軟件控制VCSEL脈沖寬度和脈沖計數(shù)頻率，延長耳機(jī)的續(xù)航能力。

結(jié)語

從市場及技術(shù)發(fā)展角度來看，雖然現(xiàn)階段光學(xué)入耳檢測技術(shù)因為成本的問題，并未向低端市場下放，但相信在不久的未來，這一項技術(shù)成本會隨著激烈的市場競爭和科技的發(fā)展不斷降低，消費(fèi)者會也以更實惠的價格，買到帶有光學(xué)入耳檢測功能的TWS耳機(jī)。

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原文標(biāo)題：TWS耳機(jī)入耳檢測技術(shù)路線及案例解析

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