Как устроены беспроводные наушники внутри

Как устроены беспроводные TWS-наушники: результаты вскрытия Xiaomi Redmi AirDots

Содержание

Предыстория

Эта статья появилась благодаря печальному событию: один из TWS-наушников Xiaomi Redmi AirDots (левый) был мало того, что уронен, но ещё и раздавлен! Это ещё ничего, в жизни и не такое встречается.

Но нет худа без добра: зато появилась возможность досконально изучить внутреннее устройство наушников TWS (True Wireless Stereo), которое и будет представлено в дальнейшем повествовании.

Так наушники Xiaomi Redmi AirDots (они же Mi True Wireless Earbuds Basic) выглядели при жизни (без кейса):

Немного забегая вперёд, скажу, что та часть наушников, которая на картинке обращена к читателю, это — не просто задняя крышка, а крышка, совмещённая с кнопкой (она тоже будет разобрана).

Разборка TWS наушников Xiaomi Redmi AirDots

Теперь осмотрим то, во что превратился наушник после описанного выше события.

Здесь и далее — все картинки кликабельны.

То же самое, но в другом ракурсе:

Здесь видно материнскую плату, аккумулятор и ту часть корпуса, которая удерживает динамик наушника.

Осмотр половинок корпуса показал, что они были соединены без клея, только на защёлках. Так что при достаточной аккуратности их можно разъединить без повреждений и без экстремальных усилий.

Маркировка на аккумуляторе — не очень чёткая; но можно прочесть, что ёмкость составляет 0.16 Ватт*часов (Wh), что примерно соответствует (в мА*ч) официально заявленным 40 мА*ч. Это — немного, но габариты крайне ограничены, не разбежишься!

Теперь изучаем главную часть наушников — материнскую плату.

Так она выглядит стороной, обращенной в сторону задней крышки (т.е. наружу от пользователя):

В центре расположена единственная механическая кнопка, с помощью которой и осуществляется управление наушником. Если нажать на штырёк в центре кнопки, то слышен характерный и чёткий щелчок срабатывания кнопки. Ход нажатия кнопки — небольшой, примерно 0.5 мм.

Во многих других TWS-наушниках используется сенсорное управление, но и у механического есть своё преимущество: не бывает ложных срабатываний.

Над кнопкой находятся два светодиода. Бело-прозрачный светодиод — на самом деле красный; а желтый — на самом деле белый.

Справа от кнопки — кварцевый генератор на 40 мГц.

Самая загадочная часть на этой стороне платы — прямоугольная черно-белая деталь внизу платы.

Она ещё к тому же и объёмная (имеет заметную высоту), посмотрим на эту деталь сбоку:

Могу предположить, что это — такая 3D-антенна для канала Bluetooth. Но в своём предположении я уверен не более, чем на 10%; просто других предположений совсем нет.

Теперь посмотрим на лицевую сторону материнской платы:

Центральная часть всего устройства — чип RTL8763BFR (компания Realtek). Чип поддерживает работу Bluetooth 5.0; протокол AptX не поддерживается (многие им интересуются, но здесь его нет и не может быть). Подробное описание чипа — здесь (PDF, англ. яз.)

Кроме всей прочей обвязки на плате имеются два миниатюрных моточных элемента (дросселя). Один из них (с желтой точкой) расположен справа от главного чипа, а второй — под желтым проводом.

Микрофон расположен за матовым пластиком в верхней части платы.

Теперь осмотрим остальные детали конструкции.

Снимем силиконовый амбушюр и посмотрим на половинку корпуса с динамиком и контактами для зарядки:

Для защиты от грязи перед динамиком установлена очень мелкая сетка. Грязь не пройдёт!

Теперь давайте полностью доломаем динамик и посмотрим на звуковую катушку и магнитную систему.

Вот звуковая катушка с излучателем:

Согласно официальным спецификациям, диаметр излучателя звука составляет 7.2 мм.

А вот — магнитная система:

В днище магнитной системы заметно небольшое отверстие, сделанное, вероятно, для улучшения воспроизведения басов.

Магнитная система — маленькая, но сильная. На стенке холодильника держится уверенно. 🙂

Теперь посмотрим на обратную сторону половинки корпуса с контактными площадками:

Здесь видна сама плата с контактными площадками и ещё одна загадочная деталь (поскольку ни с чем не соединена): две блестящие полоски по бокам от платы с контактами. Это — миниатюрные магнитики, помогающие наушнику удержаться в кейсе и, тем самым, исключить нештатное прерывание процесса зарядки.

И, наконец, разберём на составные части другую половинку корпуса, на которой закреплена механическая кнопка:

Справа здесь — собственно вторая половинка корпуса, а слева — именно кнопка, которая вставляется в эту половинку корпуса и держится в ней на защёлках.

В нижней части корпуса заметно тонкое отверстие, через которое проходит свет от светодиодов.

Уф-ф-ф-ф… Вот и всё по механической части. Осталась философская часть (заключение). 🙂

Заключение

Сначала — несколько слов о наушниках TWS, случайно ставших героями статьи, — Xiaomi Redmi AirDots.

Это — одни из самых недорогих TWS наушников на рынке.

Их можно отнести к классу «крепких середнячков» с хорошим соотношением цена-качество. Для изучения общественного мнения об этих наушниках полезно почитать отзывы владельцев по приведённым далее ссылкам на Яндекс.Маркет.

Такие относительно недорогие наушники хороши, если Вы ещё не знаете точно, нужны ли Вам наушники TWS, или не нужны.

Если они Вам понравятся, то можно переходить на более дорогие модели.

Наушники TWS сейчас — «в тренде», но и у них есть свои специфические проблемы.

В качестве примера можно отметить, например, невысокую автономность по сравнению с «обычными» Bluetooth-наушниками; а также повышенную вероятность потерять один из наушников. Кроме того, некоторые пользователи считают их просто неудобными (вкус — дело тонкое).

Средняя цена этих наушников в российских магазинах на дату статьи составляет около 1700 рублей, но на сервисе Яндекс.Маркет можно найти и точки продаж с более низкой ценой.

Кроме того, существует их модификация Xiaomi Redmi AirDots S, отличающаяся, вероятно, только программным обеспечением (т.е. прошивкой). Цена — примерно такая же; можно проверить на Яндекс.Маркет.

Можно попробовать найти на китайских площадках, например, у этого продавца на Алиэкскпресс.

Ещё вариант — воспользоваться поиском на Алиэкспресс; но тут есть нюансы.

Во-первых, в российских магазинах цены на эти наушники вполне конкурентоспособны с китайскими; во-вторых, выбирать крайне желательно наушники с глобальной версией (а не с китайской); а в-третьих, надо остерегаться подделок.

За сим позвольте поблагодарить всех за внимание!

Источник

Как работают и устроены беспроводные блютуз наушники

Распространение автономных воспроизводящих устройств заставляет пользователей задумываться над вопросом, как работают беспроводные наушники. Понимание принципов функционирования моделей таких аппаратов поможет подобрать подходящую модель и не прогадать.

Через что работают беспроводные наушники

Все беспроводные наушники функционируют сходным образом. В устройствах используется технология беспроводной передачи сигнала, выбор которой зависит от конкретных требований к оборудованию и специфике источника звука.

Выделяют три метода передачи сигнала без проводов:

• Радиосигнал. Крайне стабильный способ, отличающийся радиусом действия и использованием канала с частотой до 2,4 ГГц. Подобные устройства трудно назвать портативными в полном смысле слова, поскольку для работы потребуется габаритный радиопередатчик. Носить конструкцию с собой попросту неудобно.

• Bluetooth. Универсальная технология беспроводной передачи сигнала, которую используют современные устройства. Связь реализуется на частоте 2,5 ГГц. Гарнитура со встроенным интерфейсом Bluetooth легко подключается к компьютеру, смартфону или иному устройству, оснащенному соответствующим беспроводным интерфейсом. Стандарт IEEE 802.11 (Bluetooth / Wi-Fi) характеризуется стабильностью сигнала и устойчивостью к помехам извне. Наличие специальной кодировки не позволит перехватить сигнал другим находящимся поблизости устройствам. Наушники компактные и подойдут для использования в дороге.
• Инфракрасный передатчик. Тут используются технологии передачи сигнала с высокочастотной пульсацией. В наушниках предусматривается приемник, который перехватывает и усиливает ИК сигнал от источника. Модели с подобным типом передачи сигнала не подойдут для использования вне дома, поскольку работает соединение только при наличии питания от сети 220 В.

Любой метод передачи сигнала предполагает использование радиоволн соответствующей частоты. Распространенные bluetooth-устройства выполняются в виде стандартной конструкции с общим кабелем или TWS моделей. Каждый тип заслуживает отдельного внимательного рассмотрения, помогающего выбрать подходящий вариант для конкретных целей.

На каком расстоянии работают беспроводные наушники от телефона или ПК

В зависимости от используемой технологии передачи сигнала, радиус действия беспроводных наушников различается. Чаще производители воспроизводящего оборудования не стремятся указывать точный показатель, предполагая использование устройства в непосредственной близости к источнику сигнала. В технической документации указывается стандартизированный показатель в 10 метров (для блютуз-наушников). Но при этом не уточняется, что этот показатель справедлив для использования на открытом пространстве. Внутри помещения с большим количеством стен радиус сокращается до 3-5 метров.

Конкретный показатель расстояния приема зависит от версии используемой технологии Bluetooth и варьируется от 5 до 100 метров. Последняя версия интерфейса характеризуется расширенной областью действия, улучшенной стабильностью и скоростью передачи сигнала.

При покупке дальнодействующих bluetooth-наушников важно учесть, что источник сигнала должен поддерживать кодек aptX. Без него сигнал в процессе передачи будет сжиматься для повышения стабильности передачи, что негативно скажется на качестве звучания.

Для работы инфракрасных наушников важна прямая видимость между источником и приемником (по образцу пульта от телевизора). Препятствия негативно сказываются на качестве звука и могут вовсе не позволить лучу пройти. По этой причине инфракрасные беспроводные модели преимущественно используются для телевизоров и домашних плееров, тогда как для мобильных устройств предпочитают выбирать другие технологии передачи сигнала. ИК устройства имеют массу недостатков, однако обладают отличным звучанием и относительно невысокой стоимостью. Но ограничения технологии наложили отпечаток, и подобные модели постепенно уходят на задний план.

Радионаушники представляются самыми надежными и дальнодействующими. Используемый в этом случае сигнал способен проходить расстояние до 100 метров, а препятствия по типу мебели или стен нисколько не задерживают волны.

Принцип работы беспроводных наушников: инструкция

Беспроводные наушники функционируют по разному принципу в зависимости от используемой технологии. Понимание механик работы подобных устройств поможет определиться с выбором и получить лучший результат во время прослушивания музыки.

Bluetooth наушники

Bluetooth наушники больше всех распространены, поскольку представляются удобными мобильными устройствами с приятным звучанием.

Как устроены блютуз наушники

Воспроизведение звука гарантируют стандартные мобильные динамики, мало чем отличающиеся от аналогичных компонентов в проводных моделях. Главное отличие заключается в том, как сигнал от источника попадает в динамик и превращается в полноценный звук.

В роли передатчика выступает специальный интерфейс bluetooth, который присутствует в самих наушниках и в источнике сигнала. Источником выступает комп, ноутбук, мобильник, планшет или специальный проигрыватель. Находящийся внутри наушников приемник улавливает исходящий из источника сигнал, расшифровывает и превращает в звуковые волны.

передатчик в bluetooth наушниках

Для работы подобных моделей потребуется энергия, которую дает аккумулятор. Источник питания встраивается непосредственно в корпус наушников или же интегрируется в шейный ремешок.

Блютуз-интерфейс запускается автоматически сразу после включения. Причем устройство может долгое время находиться в режиме ожидания, потребляя при этом меньше энергии, чем при воспроизведении.

Описываемое соединение работает на меньших расстояниях, чем радионаушники, однако характеризуется лучшим качеством звука и повышенной устойчивостью к помехам. К тому же от моделей с традиционным радиопередатчиком блютуз устройства выгодно отличает мобильность. Наушники не занимают много места и легко синхронизируются со смартфоном.

Передача сигнала происходит по зашифрованному каналу, в котором каждое из устройств носит собственные идентификационные номера. Такой подход повышает стабильность и безопасность соединения, но требует предварительного сопряжения между аппаратами.

Современные bluetooth-наушники обладают настолько малыми размерами, что легко помещаются в карман. Но при желании пользователям доступны и большие полноразмерные модели.

Чтобы воспроизводящее устройство функционировало, надо регулярно подзаряжать аккумулятор. Сейчас производителям удается создавать крайне оптимизированные и энергоэффективные модели, способные функционировать без подзарядки долгое время.

Радионаушники

Еще одной разновидностью беспроводных наушников представляются модели с радиомодулем. Именно на примере стандартных радионаушников обычно объясняется принцип действия беспроводных воспроизводящих гаджетов.

Как устроены внутри радионаушники

Радионаушники состоят из самого воспроизводящего оборудования и специальной передающей базы. Эта база подключается к источнику питания и транслирующему устройству, которым может выступать компьютер, аудиопроигрыватель или мобильное устройство.

Внутри аппаратов присутствует приемник, который принимает исходящий из передатчика сигнал. Чтобы этот прием был возможен, устройству необходим источник постоянного питания по типу аккумулятора или сетевого БП. Радионаушники характеризуются большими размерами и некачественной защитой от помех. Физика используемых частот позволяет передавать сигнал сквозь стены в радиусе десятков или даже сотен метров.

Передача сигнала осуществляется в аналоговом виде на частотах FM 863–865 МГц. Качество звучание неплохое, однако наличие помех от других устройств приносит массу неудобств.

К отличительным особенностям описываемых устройств можно отнести наличие встроенного радиоприемника. Причем наушники способны самостоятельно запоминать нужные станции, что экономит время на настройку. Чаще всего, устройства хорошо настраиваются в соответствии с конкретными предпочтениями слушателя. А наличие качественной защиты от негативного воздействия внешней среды позволит использовать аппарат даже в самых сложных условиях.

Но при выборе радионаушников стоит учесть, что на прием радиосигнала влияют погодные условия, а сама конструкция чаще характеризуется ощутимым весом. Слишком длительное ношение нередко вызывает дискомфорт.

Разновидностью блютуз-наушников считаются устройства TWS. Они также передают сигнал посредством технологии Bluetooth, однако в отличие от стандартных моделей наушники не соединены между собой и представляют собой автономные устройства для каждого уха. Аббревиатура TWS расшифровывается как true wireless stereo, что значит истинно беспроводное стерео.

Известными примерами TWS наушников считаются AirPods для Айфонов, Xiaomi Mi Airdots, JBL Tune 120 TWS, Хонор Choice и True Wireless Самсунг Galaxy Buds для устройств на Андроид.

Из чего состоят True Wireless Stereo наушники

Изнутри наушники TWS имеют конструкцию, сходную с другими воспроизводящими устройствами. В корпусе расположена материнская плата, аккумулятор и непосредственно сам динамик.

Чаще половинки корпуса соединяются между собой при помощи защелок без использования клея. Такой подход гарантирует получение доступа к внутренней части для починки. Оригиналы TWS стоят недешево, так что ремонтопригодность представляется важнейшим условием.

Управление наушниками реализуется при помощи механической кнопки или специального датчика нажатия. Количество и продолжительность прикосновений влияют на то, какая функция будет задействована в устройстве. Сенсорное управление удобно, однако присутствует риск ложного срабатывания. По этой причине некоторые пользователи предпочитают подбирать устройства с механическим управлением.

В моделях AirPods дополнительно предусмотрен комплект датчиков, помогающий автоматически приостанавливать воспроизведение при вытаскивании наушника из уха. Первое время пользоваться подобными наушниками непривычно, однако понятные инструкции и руководства на русском помогут быстро разобраться с настройками.

Также в гарнитуре присутствует встроенный микрофон, помогающий комфортно разговаривать.

TWS устройства поставляются вместе с кейсом, который также выполняет функции зарядной станции. Пока наушники не используются, они хранятся в кейсе и в это же время подзаряжаются от встроенного в него повер-банка. Так гарантируется комфортное использование наушников без переживаний по поводу неожиданной разрядки аккумуляторов.

Наушники TWS представляются самыми продвинутыми среди беспроводных воспроизводящих устройств. Приборы надежны и функциональны. На интернет площадках по типу Алиэкспресс много недорогих китайских моделей, так что пользователь сумеет по описанию товара выбрать вариант в соответствии с собственными пожеланиями.

Вывод

Беспроводные наушники представляют собой крайне удобные устройства, являющиеся важной вехой в развитии технологий. Для бытового использования лучшим вариантом представляются модели с интерфейсом bluetooth. Не составит никакого труда подобрать устройство по характеристикам, качеству звучания и конструктивному исполнению.

Радиоинженер (по первому высшему образованию). С раннего детства слушаю разнообразную музыку. Всегда интересовался звуковоспроизводящей аппаратурой, которую обновлял множество раз. Я увлеченный любитель и музыка по жизни всегда со мной. Увлекаюсь HI-Fi уже более 20 лет.

Источник