Det californiske halvlederfirma xMEMS Labs sagde tirsdag, at det bringer et gennembrud til markedet for trådløse øretelefoner sent næste år efter en CES 2024-debut - Cypress ultralydshøjttaleren. Det forvandler ultralydsbølger, som vi normalt ikke engang kan høre, til fuldfrekvent, højopløsningslyd med bemærkelsesværdige detaljer.
Solid state-mikrohøjttaleren, som vil finde vej til forskellige virksomheders øretelefoner og hovedtelefoner - hej, AirPods? — er et gennembrud, fordi det genererer lavfrekvent lydtryk for en fuld basrespons.
Det gør den til en sand erstatning for ældre højttalerteknologi, der kun er blevet forfinet, ikke erstattet, siden dine oldeforældre rystede Victrola.
xMEMS Cypress ultralydshøjttaler
MEMS står for mikroelektromekaniske systemer. De tilføjer bittesmå kredsløb til mekaniske komponenter. xMEMS Labs' ny Cypress solid-state MEMS-højttaler erstatter old-school push-air og moving-coil lydgengivelse med et "ultralyds-amplitudemodulationstransduktionsprincip."
Få det? Ingen? Nå, "ultralydsmodulation forvandler ultralyds luftimpulser til rig, detaljeret, bastung, high-fidelity lyd, der repræsenterer den første kompromisløst alternativ til moving-coil-konceptet til højvolumen forbruger aktiv støjreducerende (ANC) øretelefon mikrohøjttalere," sagde firmaet.
Med andre ord er dette en fundamental ændring fra de ældgamle højttalerdesigns, der laver lyd gennem en forstærker, der genererer luft, der skubbes mod en membran.
Ved at bruge en højvolumen halvlederproces planlægger xMEMS at gøre for lyd, hvad solid state-teknologi allerede har gjort for HD-video, mikrofoner og datalagring - i det væsentlige at tage den analoge ud uden at fjerne kvaliteten (og endda forbedre den). Cypress har 25 patenter bag sig, sagde virksomheden.
"Ved at skifte til en lyd fra ultralydsprincippet kan xMEMS Cypress mikrohøjttaleren nu officielt erstatte traditionelle spole-og-magnet-højttalere i aktive støjreducerende øretelefoner," sagde Mike Housholder, xMEMS' VP of Marketing, Business Development & Systemteknik. "Cypress bevarer alle fordelene ved xMEMS' eksisterende højttalere, samtidig med at de er 40 gange højere i lave frekvenser, hvilket opfylder et nøglekrav til ANC-øretelefoner."
Ideel til ANC-ydelse
Foto: Apple
For at være specifik sagde virksomheden, at Cypress opnår lydtryksniveauer (SPL) større end 140dB så lavt som 20 Hz. Virksomheden tilføjede, at det er "i overensstemmelse med de bedste 10-12 mm ældre spolehøjttalere" fundet i premium ørepropper.
Og husholderens henvisning til "40 gange højere" er i sammenligning med xMEMS' tidligere generations højttalere, som allerede findes i produkter fra virksomheder som f.eks. Soranik, Kreativ og Singularitetsindustrier. Den vigtigste forskel med Cypress er, at dens fuld-range xMEMS-driver ikke kræver et hybriddesign, der tilføjer en komponent til at pumpe op i den lave ende.
Virksomheden understregede også, hvordan MEMS og ultralydsmodulation med super-lavfrekvent SPL vil betyde store ting for forbedret ANC-ydeevne i øretelefoner:
Cypress' hurtigere elektrisk-til-akustiske konvertering [end ældre spolehøjttalere] kan bidrage til bredere ANC-båndbredde (dvs. udvidelse af ANC for at annullere højere frekvens støjkilder, som en gråd baby). Derudover kan Cypress' næsten konstante elektrisk-til-akustiske konverteringstid (gruppeforsinkelse) reducere DSP-filteret kompleksitet, som igen fører til kortere DSP latency, afrundingsfejl og strømforbrug ved behandling ANC.
Producerer højopløsningslyd mere effektivt
Cypress udnytter den hastighed, præcision og ensartethed, der er forbundet med MEMS, til at producere højopløsningslyd mere effektivt end ældre spolehøjttalere kan. I stedet for blot at generere lyd i et hørbart bånd som spolehøjttalere, bruger Cypress teknologi til at producere en nøjagtig akustisk kopi af signalet på tværs af alle frekvenser.
Mikrohøjttalerens modulator genererer en ultralydsbølge, der følger amplituden af kildelydsignalet. Derefter overfører en demodulator bølgens energi ned til et basebånd, hvilket resulterer i lyd, vi kan høre. Fordi det er en nøjagtig kopi af det originale signal, er det mere trofast over for en optagelse end andre højttalere, sagde virksomheden.
Og det inkluderer nutidens højopløselige lydformater og Spatial Audio.
"Cypres revolutionerer ikke kun, hvordan lyd kan gengives fra et elektrisk signal, men det redefinerer også, hvordan det skal gengives," sagde Jemm Liang, xMEMS CTO.
xMEMS Cypress ultralydshøjttaleres nøglefunktioner
Foto: xMEMS Labs
Her er en punktliste, som xMEMS bruger til at beskrive, hvad der vil gøre Cypress fantastisk:
- Hurtigere mekanisk respons for uovertrufne detaljer, klarhed og adskillelse
- Næsten nul faseforskydning for den mest nøjagtige, uændrede lydgengivelse
- Overlegen del-til-del fasekonsistens for uovertruffen rumlig billeddannelsesnøjagtighed
- Stive siliciummembraner eliminerer højttalerbrud for uovertruffen mellem-/diskant-klarhed.
- Ikke-magnetisk, for lavere vægt og reduceret elektromagnetisk interferens
- Overlegen kvalitet, pålidelighed og del-til-del ensartethed fra solid-state-halvlederen
behandle
Omkostningseffektiv produktion
xMEMS tilføjede, at Cypress ultralydshøjttalere kan konkurrere på pris med højttalere, der nu er på massemarkedet hovedtelefoner og øretelefoner på grund af virksomhedens produktionspartnerskab med TSMC - det samme firma at laver Apple silicium chips.
I processen er nye tyndfilms piezomaterialer nøglen, ligesom en siliciummembran/driver erstatter det vil normalt være plastik, papir, kulfiber eller andet materiale i en balanceret armatur eller dynamisk chauffør. Cypress' lille fodaftryk sparer også plads og vægt, hvilket sandsynligvis resulterer i endnu mindre og lettere øretelefoner, end du er vant til.
xMEMS sagde, at højkapacitetsproduktionskapacitet, der skulle resultere i konsistente og pålidelige produkter, allerede er på plads. Hvad angår omkostningerne, er det stadig at se i produktionsøretelefoner, der inkluderer Cypress.
Hvornår kan jeg få ultralyds øretelefoner?
xMEMS tilbyder i øjeblikket Cypress prototypeprøver til udvalgte tidlige kunder, med demoer planlagt efter aftale på CES 2024 i Las Vegas, 9. til 12. januar. Produktionskandidatprøver af Cypress og den ledsagende Alta-controller/forstærker-chip vil blive tilgængelige i juni 2024, sagde xMEMS. Det planlægger masseproduktion til brug i faktiske produkter, der starter i slutningen af 2024.
